Sistema electrico automotriz SECAP

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Unidad 1. Introducción a los sistemas eléctricos de arranque y carga Copyright 2012 - Todos los derechos reservados SECAP.

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Temas:

1. Elementos de protección personal

2. Principio electromagnético

3. Sistema de arranque

3.1. Interruptor de encendido 3.2. Batería de acumuladores 3.3. Motor de arranque

3.3.1. Componentes del sistema de arranque 3.3.2. Tipos de arranque

4. Sistema de carga

4.1. Batería de acumuladores 4.2. Interruptor de encendido 4.3. Regulador de voltaje 4.4. El alternador

4.4.1. Elementos componentes de un alternador 4.5. Tipos de alternadores

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Bienvenido a la primera unidad del curso a través de la cual usted logrará identificar la función, estructura y elementos de los sistemas de arranque y carga del automóvil, conociendo los principios electromagnéticos que permiten su funcionamiento y la protección personal para realizar el mantenimiento y reparación mecánica.

Motor de Arranque Alternador

1. Elementos de protección personal

Antes de iniciar el reconocimiento de los sistemas de arranque y carga del automóvil, es necesario conocer los elementos de seguridad personal que usted deberá utilizar al realizar la revisión, mantenimiento y reparación de vehículos.

Los principales Elementos de Protección Personal (EPP) para este caso son: Gafas, mascarilla, guantes y calzado de protección.

Gafas de protección Zapatos con

puntas / Mascarilla Guantes metálica

Revisar

Contenido interactivo

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• Gafas de protección: Protegen los ojos de la emisión de gases de la batería.

• Mascarilla: Evita la inhalación de gases tóxicos de la batería y del motor al estar caliente o en funcionamiento.

• Zapatos con punta metálica: Protegen los pies de las caídas de objetos o herramientas y de contactos eléctricos.

• Guantes: Protegen las manos del contacto con el ácido sulfúrico de la batería o cuando se transporta baterías.

2. Principio electromagnético

Los sistemas de carga y arranque del automóvil basan su funcionamiento en el principio electromagnético generado por acción de las fuerzas del campo magnético de los imanes. 2.1. Campo magnético Los campos magnéticos pueden crearse con imanes naturales, artificiales o electro imanes. El campo magnético es generado por fuerzas que parten del polo norte y van al polo sur, cerrando el circuito magnético del polo sur al norte por el interior del imán.

Campo magnético de un imán

Movimiento de fuerzas del polo norte al sur

"#!$%#&&'!#(!$%&$)%*+!,#!!-)&!'(!.+&*#!/+&!#(!%.*#&%+&!

RECUERDA: Para evitar accidentes y enfermedades profesionales que se originan en los talleres de reparación y mantenimiento de vehículos es necesario: • Utilizar los Elementos de Protección Personal obligatorios (EPP). • Adquirir herramientas y equipos de buena calidad. • Limpiar las herramientas y mantener limpio el puesto de trabajo.

Nota: Durante todo el curso, su tutor evaluará el uso de los elementos de seguridad.

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Los imanes tienen la propiedad de atraer, ser atraídos por otros cuerpos y ser repelidos entre sí. Cuando se coloca un imán dentro del campo magnético del otro, se cumplen las leyes de atracción y repulsión:

• Los polos del mismo nombre se repelen. Ej. Positivo-Positivo o Negativo-Negativo.

• Los polos de distinto nombre se atraen. Ej. Positivo-Negativo.

Ley de atracción y repulsión entre campos magnéticos

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2.2. Principios electromagnéticos

El experimento de Oersted puso por primera vez de manifiesto que existía una conexión entre los fenómenos eléctricos y magnéticos, comprobándose que una corriente eléctrica crea un campo magnético en el espacio que la envuelve, lo cual produce movimiento.

2.2.1. Experimento de Oersted

Materiales: Procedimiento:

! Brújula o aguja imantada

! Soporte para sostener la aguja

! Conductor enrollado

! Cables de contacto

! Multímetro digital

! Fuente de energía de corriente

continua (batería).

1. Verificar que la aguja en equilibrio apunte al norte. 2. Colocar el alambre enrollado paralelo a la aguja. 3. Conectar el polo positivo de la batería con el cable de contacto (color rojo) al extremo inferior del alambre enrollado. 4. Luego, unir el terminal de la batería negativo (color azul) a la parte superior del alambre enrollado y observar.

5. Mover el alambre rojo a la parte superior y el cable azul a la parte inferior, cambiando la polaridad y observar.

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Video 1. Experimento de Oersted www.youtube.com/watch?v=Sbnp-zQQNPc

Observamos que:

a. Al conectar el alambre rojo desde el contacto positivo de la batería a un extremo del alambre enrollado, y el alambre azul desde el contacto negativo de la batería al otro extremo del alambre enrollado, la aguja imantada se dirige al centro del alambre enrollado, hasta colocarse en forma perpendicular y detenerse.

b. Si desconectamos uno de los dos alambres de la batería se detiene la atracción magnética sobre la aguja imantada y esta regresa a su posición inicial (norte).

c. Al invertir la polaridad del alambre enrollado, la aguja gira pero lo hace en dirección contraria.

Conclusiones:

• Un conductor eléctrico o alambre sumergido en un campo magnético está sometido a una fuerza que tiende a expulsarlo. En este caso el alambre se mueve como consecuencia de la fuerza creada.

• La energía eléctrica de la corriente se transforma en energía mecánica de movimiento.

2.2.2. Medición de la intensidad

Es posible medir la intensidad del flujo eléctrico durante el experimento de Oersted de la siguiente manera:

1. Ubicar la aguja en forma paralela al alambre enrollado. 2. Desconectar el cable negativo de la batería y conectar al cable negro (común)

del multímetro. 3. Seleccionar la escala de amperios (A) de corriente continua. 4. Conectar el cable rojo del multímetro en serie al alambre enrollado. 5. Leer el valor de intensidad de la corriente que circula en el alambre enrollado.

En este caso tenemos 5,03 amperios. 6. Observar que la aguja gira hasta colocarse en el centro enrollado, atraída por

el campo magnético creado por la circulación de la corriente en el alambre enrollado Nº 8.

Video 2. Medición de la intensidad www.youtube.com/watch?v=Sbnp-zQQNPc

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Es el conjunto de elementos eléctricos del vehículo, accionados a través del interruptor principal que transforman la energía eléctrica en mecánica para dar los primeros giros al motor y conseguir que funcione por sí mismo. Está compuesto de los siguientes elementos:

• Interruptor de encendido

• Batería de acumuladores

• Motor de arranque

¿SABÍAS QUÉ? El experimento de Hans Christian Oersted publicado en Copenhague el 21 de julio de 1820

puso por primera vez de manifiesto que la naturaleza del magnetismo se origina por el

movimiento de cargas eléctricas, lo cual produjo un gran número de investigaciones y

avances científicos como las primeras leyes de la electrodinámica.

FORO Lo invitamos a participar en la primera actividad grupal, a través de la cual analizaremos la transformación de la energía eléctrica de la corriente en energía mecánica de movimiento y el principio electromagnético. Este tema es muy importante para comprender el funcionamiento de los sistemas de arranque y carga del automóvil.

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3.1. Interruptor de encendido

Es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de la corriente eléctrica que va al automático del arranque para que funcione el motor de arranque.

Tipos: En el vehículo se encuentran de forma redonda o rectangular.

Funcionamiento: Cuando está en posición inicial, los contactos se hallan separados, los cuales mediante un giro a la derecha se unen, permitiendo que la corriente circule, manteniéndose una presión automática, sobre los contactos para mantenerlos unidos. Los contactos se designan con los números 30=B, 15=IGN, 75=ACC, 50=STD.

3.2. Batería de acumuladores

Es la fuente de energía capaz de suministrar energía eléctrica almacenada en su interior para impulsar al motor de arranque, la cual trasmite un giro al volante del motor, hasta que éste empieza a funcionar por sus propios medios.

Los automóviles utilizan acumuladores de plomo los cuales, mediante reacciones químicas, son capaces de transformar energía eléctrica en química. Cuando no hay acción de algún cargador de corriente continua, la energía se queda almacenada en forma química, mientras que al conectar la corriente nuevamente a la batería, se genera una reacción que convierte la energía química en eléctrica. De esta manera se produce la energía de movimiento que impulsa al motor.

Diagrama esquemático de una batería autromotriz

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3.2.1 Elementos de una batería de plomo ácido

Una batería con la tecnología plomo está constituida de placas positivas, placas negativas ensambladas en alternancia. La cantidad de placas de cada polaridad y la superficie de cada placa son los parámetros que definen la capacidad de cada elemento.

a) Reja positiva b) Placa plana positiva, engrosada c) Placa positiva en un bolsillo de polietileno d) Matriz negativa e) Placa plana negativo, engrosada f) Electrodo negativo g) Haz de placas positivas h) Elemento Pb/PbO2 i) Batería de 6 células de serie

3.3. Motor de arranque

La misión del circuito de arranque es hacer que el motor del automóvil dé los primeros giros hasta conseguir que funcione por sí mismo, transformando la energía eléctrica en energía mecánica que mueve al volante del cigüeñal del motor hasta que este funcione de manera automática.

El motor de arranque se acciona, primero con el giro de la llave del interruptor hacia la derecha, luego recibe la corriente positiva de la batería hasta que el vehículo se enciende y, finalmente, la llave retorna a su posición ON o de contacto.

Esquema general del sistema de arranque

RECUERDA En el interior de la batería se halla el electrolito o líquido de la batería (composición de

ácido sulfúrico y agua destilada) que tiene una densidad entre 1.270 a 1.290 cuando se

halla totalmente cargada. Al tener un exceso de carga, el ácido sulfúrico se derrama por las

tapas de los vasos o celdas, sulfatando los metales.

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3.3.1. Componentes del sistema de arranque

Elementos del motor de arranque

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1. Tapa trasera

2.1. Piñón de engranaje

2. Rotor o inducido con piñón de engrane

6. Placa porta carbones

3. Horquilla

5. 1. Pernos de Fijación

4.1. Pistón

2.2. Colector

5. Estator con bobinas o coronilla

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7. Tapa delantera

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4. Automático del arranque (solenoide o relé)

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Funciones de los elementos del sistema de arranque

Horquilla

Función: permite acoplar y desacoplar el piñón de engranaje o Bendix.

Émbolo o pistón del automático

Función: acciona a la horquilla

Automático del arranque

Función eléctrica: une las terminales 30 y 15 A para la circulación de corriente al rotor o inducido.

Función mecánica: desplaza el pistón del automático.

Tapa trasera Función: cubre y alinea el inducido y da soporte a la horquilla.

Inducido o rotor con

piñón de engrane Función: gira en el interior del estator producido por el corte de las líneas del campo magnético.

Piñón de engranaje Función: gira en un solo sentido y mueve al volante del motor.

Colector

Función: es un soporte de la placa porta carbones que permite el paso de la energía.

Estator con bobinas

Función: crea fuerzas de atracción y repulsión de manera estática que actúan sobre el rotor, complementando la acción de giro. Se halla en la carcasa del motor de arranque.

Placa porta

carbones

Función: al pasar la corriente al colector permite la formación de los polos positivo y negativo en el rotor.

Tapa delantera

Función: alojar al eje del rotor para que gire totalmente centrado.

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3.3.2. Tipos de arranque

En la actualidad, los motores de arranque con el automático incorporado son de tipo tetra polar (poseen cuatro polos). Es posible diferenciarlos por la disposición y conexión de las bobinas del estator, así tenemos:

3.3.2.1. Tetra polares: por orden y conexión de las bobinas

1. Están conectadas en serie (motores bipolares).

2. Están conectadas en serie y paralelo dos a dos, con los polos en el mismo sentido, frente a frente.

ACTIVIDAD VIRTUAL Lo invitamos a participar en la primera actividad de retroalimentación a través de la cual podrá reforzar la identificación de las funciones de los componentes del motor de arranque, identificando su nivel de comprensión frente al tema.

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3.3.2.2. Con automático incorporado con reductor de fuerza

El motor de arranque con el automático del arranque incorporado al motor

Los motores de arranque con el automático incorporado, también tienen un sistema de engranajes reductores para proporcionar un par elevado, es decir una multiplicación de la fuerza recibida inicialmente, lo que permite vencer todo tipo de resistencia para que gire con facilidad el volante del cigüeñal del motor y se encienda el motor.

La característica es que el rotor no arrastra directamente al piñón de engranaje, sino que lo hace a través de un sistema reductor que permite aumentar las revoluciones del rotor, obteniendo un mayor par (fuerza por distancia) en el piñón, que gracias a la reducción efectuada, gira a menor velocidad que el rotor

Arranque con el automático incorporado con reductor de fuerza

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4. Sistema de Carga

En el automóvil existen múltiples componentes eléctricos como faros, anti neblina, ventiladores, sistemas de aire acondicionado, entre otros, que suponen un aumento importante de consumo de energía en la batería que es restituida por el alternador que gira a las mismas revoluciones que el motor, de esta forma la batería a través del polo positivo se repone de energía en forma continua y queda reducida a un elemento necesario para la puesta en marcha del vehículo. Los elementos que conforman este sistema son:

• Interruptor de encendido


• Regulador de voltaje

• Alternador

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Estructura del sistema de carga

Función del sistema de carga

El sistema de carga convierte la energía mecánica del motor en energía eléctrica, obteniéndose una corriente alterna trifásica en su forma inicial, la misma que al ser rectificada en corriente continua, por los diodos y con un voltaje regulado de 14V, alimenta a la batería en forma permanente para que puedan funcionar los sistemas eléctricos del vehículo.

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4.1. Interruptor de encendido

Es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica.

Tipos: En el vehículo se encuentran de forma redonda o rectangular.

Funcionamiento: Cuando el interruptor está en posición inicial, los contactos se hallan separados, los cuales mediante un giro a la derecha se unen con un actuante que en una de

sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos, manteniéndose una presión automática, lo cual permite que la corriente circule. Los contactos se designan con los números 30=B, 15=IGN, 75=ACC, 50=STD.

4.2. Batería de acumuladores

Es una fuente capaz de suministrar energía eléctrica almacenada en su interior para dar el impulso inicial al motor de arranque, la cual trasmite un giro al volante del motor hasta que éste empieza a funcionar por sus propios medios.

Los automóviles utilizan acumuladores de plomo, capaces de almacenar energía química y transformarla en energía eléctrica, mediante la conexión de un cargador de corriente continua. De esta manera, se mantiene una fuente permanente de energía.

RECUERDA Para profundizar en los elementos del acumulador de energía o batería, le recomendamos repasar el sistema de arranque donde amplió este tema y colsultar los recursos de la bibliografía.

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4.3. Regulador de voltaje

Permite que la tensión de voltaje de salida generada por el alternador se mantenga constante (con un valor de entre 13,5 a 14,5 voltios) aunque haya una demanda mayor por parte de los diferentes receptores de energía (aire acondicionado, calefacción, entre otros), lo cual permitirá que la batería se mantenga cargada, evitando descargas cuando se encienda el automóvil. Esto se logra regulando el flujo de corriente desde la batería hacia el embobinado del rotor. Los actuales reguladores de voltaje son dispositivos completamente electrónicos que utilizan diodos y resistencias.

Regulador electrónico Regulador mecánico

4.4. El alternador

Es una máquina eléctrica capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna por acción del corte del campo magnético, que a partir de la exposición de un conductor a un campo magnético variable, se crea una tensión eléctrica inducida que produce movimiento contrario a la polaridad y del valor del flujo que lo atraviesa.

a

or

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Funciona cambiando constantemente la polaridad para que se genere movimiento y energía, gracias a que el rotor (que crea el campo magnético) gira dentro del estator (el conductor). Los alternadores comunes tienen una frecuencia de 60 Hz, es decir, que cambian su polaridad 60 veces por segundo. En un generador de corriente eléctrica alterna se llaman monofásicos, bifásicos, trifásicos, según el número de fases de la corriente que proporciona.

La corriente alterna AC, es inducida en el estator, luego cambiada a corriente continua DC por un puente de Diodos, para luego abastecer las necesidades de energía del vehículo. El proceso de convertir CA en DC se le conoce como rectificación de la corriente.

4.4.1. Elementos componentes de un alternador

Tapa posterior

Rotor o inducido

Estator

Revisar


Coronilla Garras polares

Tiene letras F, N, E para guiar las conexiones

Porta diodos

Rodamiento

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Función: Cubre al rotor y aloja los rodamientos de su eje, para que gire totalmente centrado, sostiene a la placa porta diodos rectificadores.

La tapa posee letras que señalan la posición correcta de las conexiones. F (corriente de campo), N (neutro) y E (conexión a tierra).

Función: Conjunto robusto y equilibrado dinámicamente, que se apoya en las dos tapas.

Tiene garras polares positivas y negativas que en su interior llevan una bobina que les permite transformarse en imanes artificiales que producen movimiento.

Detrás de las garras está el colector donde van los carbones o escobillas para la circulación de corriente.

El rotor tiene rodamientos que le permiten girar de manera centrada.

Función: Sostiene a la polea transmisora de fuerza que se conecta con el cigüeñal del motor y aloja las aspas del ventilador.

Apoya y centra al eje rotor para que gire equilibrado, fijando al conjunto de bobinas estatoras o corona.

Función: Aloja las bobinas de las tres fases denominadas U, V, W donde se genera la corriente trifásica que conecta, mediante tres cables, la placa porta diodos rectificadores para cambiar la corriente AC (alterna) en DC (continua) que llega a la batería a través del polo positivo.

Coronilla con

enrollamientos

s

Placa porta

diodos

Diodos (tres adelante)

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Porta diodos

Coronilla

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Estator o coronilla con placa portadora de diodos rectificadores

Los diodos rectificadores permiten el flujo de la corriente eléctrica trifásica en un solo sentido.

4.5. Tipos de alternadores

a. Alternador sin regulador incorporado: Es un modelo de los años 80 y 90. Es refrigerado por un ventilador externo que está acoplado a la polea de arrastre de la tapa delantera.

La polea de la tapa delantera o de arrastre recibe la fuerza de giro del cigüeñal del motor mediante una banda.

El regulador de voltaje que puede ser electrónico o mecánico, está fijo a la carrocería del vehículo.

b. Alternador con regulador incorporado: Tipo de alternador moderno más compacto, de mayor intensidad (120 amperios) que los anteriores. Tienen refrigeración interior. Con reguladores electrónicos incorporados.

Lleva en ciertos casos polea para banda múltiple que recibe la fuerza de giro del cigüeñal del motor del automóvil, la tensión de la banda tiene un rodamiento intermedio que hace de tensor que permanece fijo; no requiere basculación del alternador sobre sus soportes como los anteriores.

Coronilla con enrollamiento

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La ejecución de un alternador sigue criterios mecánicos y eléctricos tales como:

• Tipo de vehículo y uso al que se destina • Margen de revoluciones mínimas y máximas del vehículo • Intensidad de la corriente • Potencia del motor • Corriente nominal de la instalación eléctrica

ACTIVIDAD VIRTUAL Lo invitamos a participar en la segunda actividad de retroalimentación a través de la cual podrá reforzar la identificación de los tipos y funciones del motor de carga, identificando su nivel de comprensión frente al tema.

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Unidad 2. Sistema de carga Copyright 2012 - Todos los derechos reservados SECAP.

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Temas:

2. El Sistema de Carga

2.1. Diagnóstico

Paso 1. Situaciones Irregulares

Paso 2. Análisis del diagrama eléctrico

Paso 3. Comprobación de swich

Paso 4. Comprobación de la batería

Paso 5. Comprobación del alternador

2.2 Desmontaje y Reparación del SWICH

2.3 Remplazo de la Batería

2.4 Reparación del alternador

2.4.1. Funcionamiento del alternador

2.4.2. Descripción y características de sus componentes

2.4.2.1 Rotor o inductor

2.4.2.2 Estator o inducido

2.4.2.3 Puente rectificador de diodos

2.4.2.4 Circuito de excitación del alternador

2.4.3 Procedimiento para la reparación del alternador del vehículo

2.4.3.1 Detección de fallas del sistema de carga

2.4.3.2 El alternador fuera del vehículo

Paso 1. Retirar el alternador del motor

Paso 2. Verificar fallas y averías

Paso 3. Comprobación de piezas

Paso 4. Armado del alternador y montaje

2.4.4 Mantenimiento del sistema de carga del vehículo

2.4.5 El regulador de voltaje

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¡Bienvenido a la segunda unidad del curso!

Durante esta unidad usted podrá conocer el funcionamiento del sistema de carga, identificar

los diagramas y su simbología para el diagnóstico, mantenimiento y reparación de fallas,

utilizando instrumentos de comprobación, aplicando las medidas de seguridad y las

especificaciones técnicas de los fabricantes a partir de la bibliografía técnica especializada.

2. El Sistema de carga

La misión del circuito de carga es alimentar con corriente a los aparatos eléctricos del

automóvil que esté en funcionamiento así como empezar a cargar a la batería cuando el

motor gira a bajas revoluciones o ralentí. Para realizar este proceso, el sistema de carga

dispone de los siguientes elementos:

1. Batería de acumuladores

2. Interruptor de encendido

3. Alternador trifásico

4. Regulador de voltaje!

Esquema del

sistema de carga

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¿Cómo funciona?

Mediante un circuito eléctrico conectado desde la batería y el swich, se abastece de energía

eléctrica al generador eléctrico o alternador, el mismo que una vez encendido el vehículo, se

convierte en el elemento encargado de abastecer de energía eléctrica a los dispositivos

eléctricos del vehículo, reemplazando el funcionamiento de la batería, la cual se convierte en

un consumidor más.

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Imagen 2. El alertador

El alternador es un generador que se basa en el corte del campo magnético para generar

una corriente. Esta corriente generada es, como su nombre lo dice “alterna” que es

rectificada por medio de un circuito rectificador para convertirse en corriente continua que es

con la que el vehículo funciona.

2.1. Diagnóstico

En general, ante una situación de funcionamiento irregular del sistema de carga se deberá

proceder a la verificación de sus elementos:

Paso 1. Situaciones Irregulares

Determine las situaciones irregulares que influyen en el funcionamiento del sistema de carga.

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Síntoma Causa Solución

Interrupción o resistencia de paso en el circuito de carga.

Eliminar la interrupción o la resistencia de paso.

Batería deteriorada. Cambiar la batería.

Alternador deteriorado. Reparar el alternador.

Regulador deteriorado. Reparar o sustituir el regulador.

Correa de arrastre demasiado floja. Tensar correctamente la correa.

Bombilla fundida. Cambiar la bombilla.

1. La batería no se carga o se carga insuficientemente

Batería descargada. Cargar la batería.

Cables sueltos o dañados. Cambiar los cables y/o apretar las conexiones.

Regulador defectuoso. Reparar o sustituir el regulador.

2. La lámpara de control del alternador no se enciende estando el motor parado y el encendido conectado.

Cortocircuito en un diodo. Reparar el alternador positivo del alternador.

Escobillas desgastadas. Sustituir las escobillas.

Capa de óxido sobre los anillos rozantes; interrupción en el devanado de excitación.

Reparar o sustituir el alternador.

El cable D+/61 tiene Cortocircuito a masa.

Cambiar el cable o eliminar el cortocircuito.

3. La lámpara de control parpadea.

Dispositivo de protección contra sobretensiones deteriorado o conexiones de cables fundidas.

Cambiar el dispositivo de protección contra sobretensiones o conectar correctamente los cables.

Rectificador defectuoso, anillos rozantes sucios, cortocircuito en el cable DF o en el devanado del rotor.

Reparar el alternador. 4. La lámpara de control del alternador continúa encendida con toda su intensidad, aun cuando el motor gira a altas revoluciones.

La correa de arrastre patina o está rota.

Cambiar y/o tensar Correctamente la correa.

Resistencias de paso en el circuito de corriente de carga lámpara de control del alternador.

Eliminar las resistencias de paso.

Regulador deteriorado. Reparar o sustituir el regulador.

5. Estando el motor parado, la lámpara brilla con toda su intensidad, pero al funcionar el motor sólo se oscurece o resplandece débilmente. Alternador deteriorado. Reparar el alternador.

6. Al momento de encender el motor, la banda produce ruidos extraños (chillidos).

Banda trapezoidal floja Templar la banda o en su defecto reemplazarla si presenta fisura o resequedad.

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Tablero de instrumentos que muestra la lámpara del indicador de carga


Se realiza una evaluación de acuerdo a la información técnica del automóvil teniendo en

cuenta las especificaciones del fabricante.

Circuito eléctrico del

sistema de carga

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a) Identifique la marca del vehículo y busque a través de Internet un banco de manuales

de autos.

b) Identifique el tipo de sistema de carga que posee el vehículo, consultando el manual del

fabricante.

c) Estudie el diagrama del sistema de carga del automóvil que va reparar.

d) Identifique los elementos del sistema de carga en el automóvil relacionando la

estructura con el diagrama eléctrico.

e) Verifique que las conexiones y piezas correspondan al diagrama.

f) Verificar que los empates eléctricos estén conectados.

Paso 3. Comprobación de swich

El swich

RECUERDA: En Internet existen varios sitios para acceder a los manuales de vehículos de fabricantes de autos que son la mejor herramienta en donde encontrará la estructura, datos, diagramas de sistemas, entre otros. Lo invitamos a consultar algunas de las siguientes páginas y añadirlas dentro de sus páginas favoritas. http://www.mecanicavirtual.com.ar/

http://www.km77.com/

http://www.manualesdemecanica.com/

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a. Instale el multímetro y compruebe la continuidad de los distintos puntos de

conexión.

b. Si al conectar, no hay continuidad, considere el elemento en mal estado y

proceda a reemplazarlo o repararlo si fuese el caso, de acuerdo a lo indicado por

el fabricante.

Video 1. Comprobación del swich http://www.youtube.com/watch?v=_y0ugVgRS7k

Paso 4. Comprobación de la batería

a. Instale el multímetro y compruebe el voltaje y el amperaje que está suministrando

la batería al sistema eléctrico.

Comprobación de la batería con el multímetro

Video 2. Comprobación del batería http://www.youtube.com/watch?v=_y0ugVgRS7k

b. Saque las tapas de las pilas individuales y determine la densidad.

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Medición de la densidad de la batería

c. Compruebe los valores de carga y descarga de acuerdo a las recomendaciones

del fabricante.

d. Si los datos obtenidos no coinciden, considere en mal estado el elemento.

Paso 5. Comprobación del alternador

Se inicia la revisión utilizando el multímetro:

1. Conecte el positivo del voltímetro al terminal de socket (conectores) de conexión del

alternador y el negativo a masa (chasis) y verifique si llega corriente al borne de

excitación del alternador utilizando el multímetro el cual debe marcar 12 V o más.

RECUERDE También usted podrá hacer una relación entre la tensión de la batería y la carga para determinar el estado, basándose en la siguiente tabla:

Tensión de la batería Estado de carga

Mayor o igual a 12, 60 100%

De 12,50 a 12,45 80%

De 12,35 a 12,25 50%

De 12,15 a 12,00 25%

Tensión versus carga

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Verificación alternador. Medición del socket

2. Encienda el motor a la velocidad del ralentí, mida el valor del voltaje el cual debe ser

mayor a 14V.

Medición de la batería en ralentí

3. Con el automóvil encendido, conecte varios elementos eléctricos (luces, radio, A/C

(aire acondicionado) y determine que la descarga sea compensada por la carga del

alternador. Si los datos obtenidos nos demuestran que no hay un proceso de carga,

considere el alternador en mal estado.

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Medición de la batería en ralentí

4. Aumente las revoluciones del motor y verifique que la aguja del voltímetro

permanezca quieta a 14,5 V, indicando que el regulador funciona bien; si el voltaje

aumenta con la velocidad del vehículo, nos indica fallas en el regulador.

5. Verifique que no esté encendido el foco de carga del tablero de instrumentos.

Si el foco está encendido, compruebe el circuito de este elemento.

Alternador subido en el automóvil

RECUERDE Con valores diferentes en los resultados de acuerdo a lo descrito anteriormente, deberá

proceder a desmontar el alternador del vehículo.

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2.2 Desmontaje y reparación del SWICH

a) Desconecte la batería, para evitar cortos circuitos.

Batería desconectada para trabajar

b) Proceda a sacar el volante, saque la tapa central, desconecte los cables de la bocina y

saque la tuerca que lo sujeta.

Volante sin tapa y retirando la tuerca de sujeción

ACTIVIDAD VIRTUAL

Lo invitamos a participar en la primera actividad de retroalimentación a través de la cual

podrá reforzar la identificación de las funciones de los componentes del sistema de carga y

los aspectos que se deben verificar para realizar un correcto diagnóstico de los elementos

del sistema de carga del automóvil.

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c) Luego hale fuertemente del volante hacia usted. Use un líquido penetrante de ser el caso

que se resista a salir.

Volante desmontado

d) Continúe sacando la protección inferior de la columna de la dirección pues aquí es

donde está el swich adherida, para lo cual basta con sacar los tornillos.

Tapa de protección inferior de la columna

e) A continuación retire las palancas de intermitentes y limpiaparabrisas, sacando los 3

tornillos y desconectando los cables que vemos en las imágenes.

Ubicación de los tornillos para retirar las palancas de intermitentes y plumas

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f) El paso siguiente es sacar el pasador o clausor que lleva el conmutador dentro. Lo

primero será sacar la arandela que se ve en al siguiente imagen, marcada con la flecha.

Palancas, intermitentes y plumas desmontadas

Para esto instale la tuerca que sujeta al volante, y con un playo y un destornillador empuje la

arandela hacia fuera. Llegará un momento que por la fuerza del muelle saldrá disparada, por

esta razón se recomienda poner la tuerca, para que la sostenga y no salte hacia la cara del

técnico. Esta arandela habría que ponerla nueva, a menos que consigan sacarla sin dañarla.

Extracción del clausor y el resorte descomprimido

g) Una vez extraída la arandela y el muelle que lleva detrás, sólo queda sacar el tornillo y

ya podemos tirar de todo el elemento para afuera. Tome en cuenta que la llave tiene que

estar puesta para evitar el bloqueo de seguridad del volante.

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Aquí vemos todo el elemento ya desmontado.

Swich con la base desmontada

h) Una vez extraído este elemento base del swich es fávcil sacar el conmutador viejo.

Basta con sacar el tornillo que marco en rojo en la siguiente imagen, sacar el

conmutador viejo y poner el nuevo.

Perno para desmontar el conmutador

2.3 Remplazo de la batería

a) Quitar el contacto de la llave.

b) Desconectar los bornes positivo y negativo.

c) Aflojar y desatornillar el perno que conecta la batería.

d) Sustituir la batería.

e) Poner nuevamente los bornes, de manera que correspondan los circuitos positivo y

negativo.

!


15

Desmontar los pernos de la base de la batería

Extracción y reemplazo de la batería

Mantenimiento de la batería

RECUERDE Es necesario adquirir una batería con las mismas características tanto técnicas como físicas del equipo original, pues se podría causar daños irreversibles en el sistema eléctrico del automóvil. Se aconseja mantener los bornes limpios, aplicando vaselina o agua para evitar que se suelten ácidos sólidos de la batería, revisar y completar el electrolito de la batería por lo menos una vez al mes.

!


16

2.4 Reparación del alternador

2.4.1. Funcionamiento del alternador

Un alternador es una máquina eléctrica capaz de transformar energía mecánica en

energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética.

En el conductor eléctrico de color lila, se induce corriente alterna por el campo

magnético generado por los imanes.

Si el conductor se mantiene estático la corriente se desvanece, pero si comienza a girar

al conductor como muestran las figuras, la fuerza de inducción aumenta y cambia de

polaridad por eso es alterna.

El giro del conductor genera electricidad

Se genera corriente alterna por el cambio de polaridad

!


17

Los alternadores están fundados en el principio de que un conductor sometido a un

campo magnético variable crea una tensión eléctrica inducida, cuya polaridad

depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.

2.4.2. Descripción y características de sus componentes

El alternador utilizado en los vehículos está constituido por los siguientes elementos:

1. Un conjunto inductor que forma el rotor o parte móvil del alternador.

2. Un conjunto inducido que forman el estator o parte fija del alternador.

3. El puente rectificador de diodos.

4. Carcasas, ventilador y demás elementos complementarios de la máquina.

5. Posee un regulador del voltaje para el control de la carga.

Elementos de un alternador

Video 3. Estructura y funcionamiento del alternador www.youtube.com/watch?v=9wfo3o_9PxU

Video 4. Tipos de alternador www.youtube.com/watch?v=aZeqTw8tRdc

2.4.2.1 Rotor o inductor

Es la parte móvil encargada de crear el campo magnético inicial que provoca

corriente eléctrica que será suministrada después por el alternador.

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18

El rotor está formado a su vez por un eje o árbol sobre el cual va montado el núcleo

magnético formado por dos piezas que llevan unos salientes o dientes entrelazados

que constituyen los polos del campo magnético inductor. Cada uno de las dos

mitades del núcleo tiene 6 u 8 salientes.

Partes del rotor o inductor armado

Partes del rotor o inductor despiezado

En el interior de los polos va montada una bobina inductora de hilo de cobre aislado y

de muchas espiras sobre un carrete de material termoplástico. En el eje del rotor se

encuentran moldeados dos anillos de cobre a los cuales se unen los extremos de la

bobina inductora. A través de los anillos y por medio de dos escobillas de carbón, la

bobina recibe la corriente de excitación generada por el propio alternador a través del

equipo rectificador (autoexcitación).

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19

2.4.2.2 Estator o inducido

Vista del estator y las bobinas inductoras

El estator es la parte fija del alternador que no tiene movimiento y es donde están

alojadas las bobinas inducidas que generan la corriente eléctrica.

Tiene un armazón que está formado por un paquete ensamblado de chapas

magnéticas de acero suave laminado en forma de corona circular y troquelada

interiormente para formar las ranuras donde se alojan las bobinas inducidas.

Los bobinados que forman los conductores del inducido están constituidos

generalmente por tres arrollamientos separados y repartidos, aislados en las 36

ranuras que forman el estator. Estos tres arrollamientos, o fases del alternador,

pueden ir conectados según el tipo: en estrella o en triángulo, obteniéndose de ambas

formas una corriente alterna trifásica, a la salida de sus bornes.

2.4.2.3 Puente rectificador de diodos

La corriente original generada por el alternador

trifásico no es adecuada para la batería ni para

los demás dispositivos eléctricos consumidores

del vehículo. Es necesario rectificarla mediante

diodos de potencia aptos para funcionar en un

amplio intervalo de temperatura.

Puente rectificador con la conexión

!


20

El rectificador está formado por un puente de

6 o 9 diodos de silicio unidos a una placa en

forma de herradura que están conectados a

cada una de las fases del estator, formando

un puente rectificador, que permite al final la

salida de corriente continúa.

Puente rectificador en despiece

Los diodos se montan en esta placa de manera que tres de ellos quedan conectados

por uno de sus lados y los otros tres se unen al borne de salida de corriente del

alternador. El lado libre de los seis queda conectado a los extremos de las fases de

las bobinas del estator.

El diodo rectificador hace que se supriman las semiondas negativas y solo se dejan

pasar las positivas, de forma que se genere una corriente continua. Para aprovechar

tanto las semiondas positivas como las negativas de cada fase (rectificación de onda

completa), se dispone de dos diodos para

cada fase que permiten una doble

rectificación, en el lado positivo y en el

negativo, por las que pasan ondas

positivas y negativas respectivamente,

siendo necesarios en total seis (6) diodos

de potencia en un alternador trifásico.

Vista del semiconductor del diodo u su estructura

Los alternadores, con equipo rectificador de nueve (9) diodos (nano diodos),

incorporan tres diodos más al puente rectificador normal, utilizándose esta conexión

auxiliar para el control de la luz indicadora de carga y para la alimentación del circuito

de excitación.

!


21

2.4.2.4 Circuito de excitación del alternador

Para generar electricidad, el alternador

además de recibir fuerza del motor necesita

de una corriente de excitación eléctrica de la

batería a través de un circuito eléctrico de

pre excitación (batería, swich y lámpara de

indicador de carga). Luego el alternador

toma la propia corriente que genera es decir

se auto excita.

Vista de los diodos montados en la tapa posterior

Este circuito es imprescindible por que el alternador no puede crear por sí solo,

durante el arranque y a bajas revoluciones, el campo magnético suficiente en el rotor,

el cual induce en el estator la tensión de salida del alternador que es proporcional a

la velocidad de giro.

Una vez que el motor de combustión está en marcha y el alternador alcanza una

tensión superior a la que suministra la batería, la lámpara de indicador de carga se

apaga y el alternador se vale por sí mismo (autoexcitación) utilizando la propia

tensión que genera.

Circuito de los diodos de excitación aparte de los diodos de rectificación

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!


22

2.4.3 Procedimiento para la reparación del alternador del vehículo

Los alternadores, dejan de trabajar adecuadamente, manifestando sus fallas de dos

maneras:

2.4.3.1 Detección de fallas del sistema de carga

• Deja de cargar cuando el problema se limita al alternador.

• Carga demasiado, observándose que se derrama el electrolito sobre la carrocería

del vehículo.

• Ruidos extraños provenientes de alternador.

Vista de un alternador instalado

Antes de desmontar el alternador del vehículo compruebe los siguientes aspectos:

a) El circuito de alimentación del alternador y de la batería estén en perfecto estado.

b) Comprobar que estén bien conectados y en buen estado la carga de la batería,

así como los contactos de bornes del motor y los terminales de los cables que

forman el circuito de carga y el regulador de voltaje.

RECUERDE En que en el alternador las averías más frecuentes son:

• Deterioro de las escobillas del colector por rozamiento que normalmente sucede

después de que un automóvil sobrepasa los 100000 km por lo cual deben ser

reemplazadas para solucionar el problema.

• Se produce rozamiento en los cojinetes de rozamiento del eje rotor, esto provoca

ruidos en el motor al encender y acelerar, o de manera permanente.

!


23

2.4.3.2 Revisión del alternador fuera del vehículo

Paso 1. Retirar el alternador del motor

Cuando necesitamos revisar un alternador, requerimos retirarlo del motor y para ello

es necesario seguir los siguientes pasos:

1. Desconecte el borne negativo de la Batería.

2. Desconecte los conectores eléctricos de la parte posterior del alternador,

anotando sus conexiones y recordándolas.

Desconexión de los conectores

3. Aflojamos los pernos del tensor y los pernos de la base.

Pernos del tensor de las bases

4. Retiramos el alternador del motor.

!


24

5. Procedemos a desarmarlo y luego lavamos todas sus partes.

Desmontaje de la tapa posterior

6. Comprobamos todas y cada una de las partes según explicación a continuación.

Desmontaje de la polea y tapa delantera

Paso 2. Verificar fallas y averías

Video 5. Verificación de las piezas del alternador www.youtube.com/watch?v=6fW_qvpQegM

Se inicia con la limpieza de las piezas, luego con las comprobaciones de las partes

mecánicas y, finalmente, cada una de las partes eléctricas del alternador.

RECUERDE Para realizar cualquier actividad sobre el alternador, utilice los guantes de goma y los

anteojos de protección. Los alternadores de los automóviles generan una gran cantidad de

electricidad, por lo que necesitas protegerse para evitar una descarga eléctrica y que

chispas eléctricas golpeen tus ojos.

!


25

a. Después de retirar el alternador y despiezarlo, maque la tapa con respecto al

cuerpo del estator, con el fin de volver a armar en su posición original.

b. Lave todas las partes con algún solvente como gasolina y luego con agua

jabonosa para retirar los residuos.

c. Examine los colectores para ver si sus superficies se encuentran lisas, límpielos

con un trapo humedecido en gasolina y séquelos cuidadosamente.

d. No lave las partes que tienen lubricación propia como los rodamientos del eje

rotor.

Paso 3. Comprobación de piezas

a) Instale el multímetro en ohmios.

b) Conecte las dos puntas al rotor, con los dos puntos del multímetro debe

registrarse 4,5 ohmios.

c) Compruebe el centro del eje del rotor y uno de los colectores, verificando si hay o

no continuidad. Si hay sonido (continuidad), nos indica que hay un corto.

d) Compruebe el rodamiento. Si al encender el vehículo y acelerar escuchamos

siempre un sonido agudo y se incrementa, hay fallas en la pieza.

e) Haga la comprobación de cada uno de los 6 o 9 diodos en la parte inferior; si se

produce alguna marcación cambie la pieza.

f) Compruebe los diodos que se encuentran en la parte inferior.

g) Revise las tres terminales correspondientes a las escobillas, verificando que no

estén salidas o deterioradas. Lo más común en el alternador es el cambio de las

escobillas.

h) Observe donde van centradas las garras polares en el rotor, si esta superficie de

las bobinas se encuentra desgatada, abollada o con problemas esto significa que

el eje rotor no ha girado de forma centrada y que sus polos están rozando la

parte interna de la coronilla lo que le produce sonido y mal funcionamiento.

i) Revise la coronilla, comprobando que haya continuidad en las tres fases o tres

cables conectados a la placa de diodos. Estos tres cables son las (fases U, V y

W) que producen la corriente trifásica.

!


26

j) Compruebe el aislamiento, conectando el multímetro a una de la fases y a la

masa de la coronilla (es decir a la parte del metal) y revise que no se produzcan

cortos. Si no tenemos sonido en la medición de la continuidad significa que está

aislada.

k) Verifique que en las coronillas no haya desprendimiento de barniz que es lo que

las mantiene aisladas entre ellas.

l) Revise que la tapa posterior no tenga fisuras, no se encuentre abollada o rayada

porque de ella depende el giro que tiene el rotor de manera centrada.

Video 6. Reparación del alternador www.youtube.com/watch?v=ZrTJq88-Kx8

Paso 4. Armado del alternador y montaje

a. Ensamble el puente rectificador y el regulador de voltaje (si lo tiene) en la tapa

posterior.

b. Arme la tapa delantera con el rotor.

c. Monte el estator sobre la tapa posterior y conecte el puente rectificador.

d. Ensamble la tapa posterior y la delantera con el rotor y el estator y sujételos con

los pernos pasantes.

e. Tome en cuenta las marcas, para volver a armar en el mismo orden las piezas,

garantizando su ubicación de la misma posición.

f. Ponga la polea y ajústela.

g. Compruebe que el alternador gire suavemente y no se remuerda en ningún

punto.

RECUERDE • Cuando las garras polares del rotor se encuentran rotas o dañadas tiene que

cambiarse todo el conjunto, no se puede hacer ningún tipo de reparación. • En el rotor cuando tenemos nosotros continuidad entre el estator y el eje del rotor,

indica que la bobina interna que se encuentra debajo de las garras polares está en corto y ya no podemos hacer ningún tipo de arreglo.

• Es posible reemplazar piezas como poleas rotas, aspas del ventilador rotas, todas aquellas piezas torcidas.

• Cuando la coronilla tiene roturas o está desgastada porque ha sido rosada por las garras polares, se hace necesario cambiar toda la pieza. No es posible rebobinar o reparar, pues ocasionaría en el futuro serios inconvenientes.

!


27

h. Instale el alternador sobre el motor.

i. Conecte los socket del alternador y ajústelos.

j. Conecte la batería y encienda el vehículo para comprobar que la luz de carga se

apague cuando el vehículo se encienda.

k. Verifique que los voltajes deben cumplirse de acuerdo a lo que el fabricante

indica.

2.4.4 Mantenimiento del sistema de carga del vehículo

Consiste en revisar periódicamente y seguir una serie de recomendaciones dadas

por el fabricante que tienen como propósito, mantener en buen funcionamiento al

vehículo.

El alternador va fijado al bloque del vehículo en un montaje basculante, que permite

el tensado de la correa de arrastre, es tal su posición que, resultan protegidos contra

salpicaduras de aceite, combustible o agua. Como el resto de elementos

componentes no requieren de mantenimiento alguno, las revisiones que deben

realizarse son las siguientes:

1. Observe la densidad del electrolito de la batería de acuerdo a la siguiente escala.

Recuerde que los porcentajes adecuados están entre:

• 100% batería cargada su densidad es de: 1.250 a 1.290



• Batería Totalmente descargada su densidad es de: 1.100 a 1.115

2. Imprima la siguiente tabla que le servirá de guía para realizar el mantenimiento

del automóvil. Evalúe los siguientes indicadores de chequeo y en caso de que la

respuesta sea No, aplique las medidas correctivas propuestas.

3. Imprima la siguiente tabla que le servirá de guía para realizar el mantenimiento

del automóvil. Evalúe los siguientes indicadores de chequeo y en caso de que la

respuesta sea No, aplique las medidas correctivas propuestas.

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28

Indicador Si No Corrección

• Bornes positivo y negativo de la batería están bien sujetos

y libres de sulfatación.

Si está con sulfato limpie y

si está flojo reajuste.

• Los cables de positivo y negativo de la batería están

libres de roturas y suciedad.

Si está sucio limpie pero si

está roto remplace.

• La correa de arrastre de la polea está bien tensada.

Si está floja tiemple, pero

tenga cuidado en no

templar demasiado para

evitar daños de los otros

accesorios.

• Existen ruidos al funcionar el motor por causa de los

rodamientos del alternador.

Para solucionar los ruidos,

desmonte el alternador y

cambie los rodamientos.

• El alternador está bien fijo al bloque del motor.

Si está flojo reajuste la

base del alternador o los

pernos pasadores.

• Las terminales de conexión en el alternador B+, D+, DF,

E entre otros. Están bien sujetos, libres de oxidación y

sulfatación.

Si están flojos cambie los

terminales o sockets

(conectores) y limpie si

están oxidados.

• Las terminales de conexión del regulador de voltaje tales

como: DF, B+, están libres de oxidación y sulfatación.

Si están flojos cambie los

terminales o sockets

(conectores) y limpie si

están oxidados.

• Nivel del electrolítico de la batería 1 cm más arriba de las

placas de cada celda.

Complete con agua

destilada los vasos que

estén con insuficiencia de

líquido.

• El alternador debe funcionar al estar conectados el

regulador y la batería puesto que estos son los que

proporcionan la corriente eléctrica de excitación al rotor

para que inicie la inducción, nunca sobre circuito abierto.

Si no existe corriente de

excitación solamente

revise el cableado puesto

que el problema no es el

alternador.

• Al conectar un voltímetro entre los bornes positivos y

negativos de la batería, debe marcar un voltaje que debe

tener una diferencia de 0,3 v entre el voltaje de carga y

de descarga cuando se prenden los accesorios eléctricos.

Si no hay variación

considere el alternador en

mal estado.

• Al conectar un voltímetro entre los bornes negativos y

positivo de la batería, resulta con tensiones altas, indican

malas masas o un mal funcionamiento del regulador.

Ajuste las masas y si no

corrige remplace el

regulador.

• La densidad del ácido sulfúrico del electrolito de la batería

tiene la densidad apropiada para funcionar.

Si no es asi cambie el

electrolito de cada vaso de

la batería

!


29

2.4.5 El regulador de voltaje

Función

La función del regulador de tensión es mantener constante la tensión del alternador,

y con ella la del sistema eléctrico del vehículo.

Funcionamiento

La tensión del alternador depende de la velocidad de giro y de la carga. Es necesario

asegurar que la tensión se regula al valor predeterminado (14. V), con esto se

protege al sistema de sobrecargas.

¿Por qué?

En un alternador con excitación total, pero sin carga y sin batería, la tensión no

regulada aumenta linealmente con la velocidad y alcanza, p. ejemplo a 10.000 r.p.m.,

un valor de 140 V aproximadamente.

¿Cómo lo hace?

a. El regulador de tensión regula el valor de la corriente de excitación y la magnitud

del campo magnético del rotor por medio del valor medio de la tensión en ciclos

de milisegundos.

b. Siempre que la tensión generada por el alternador se mantenga inferior a la de

regulación, el regulador de tensión no se desconecta.

• Los sistemas eléctricos de los automóviles con 12 V. de tensión de batería se

regulan dentro de un margen de tolerancia de 14 V.

• Los vehículos industriales con 24 V. de tensión de batería se regulan a 28 V.

c. Si la tensión se sobrepasa de la tolerancia de regulación, el regulador interrumpe

la corriente de excitación para que descienda la tensión que suministra el

alternador. Si la tensión es inferior, el regulador conecta de nuevo la corriente de

excitación, aumentando la tensión del alternador.

!


30

3.4.5.1. Tipos de reguladores

• El regulador de contactos electromagnéticos (regulador mecánico): Instalado

en coches antiguos (anteriores a 1980).

Partes del regulador mecánico de contactos

Vista interior del regulador mecánico de contactos

!


31

Reguladores electrónicos

Esquema de regulador básico electrónico transistorizado

!


32

Circuito completo de carga y arranque

ACTIVIDAD VIRTUAL

Lo invitamos a participar en la segunda actividad de retroalimentación a través de la cual

podrá reforzar los procedimientos para la reparación de los elementos constitutivos del

sistema de carga del automóvil, así como realizar la actividad de verificación y participar en

las actividades grupales propuestas por su tutor.

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Unidad 3. Sistema de arranque del vehículo Copyright 2012 - Todos los derechos reservados SECAP.

1

Temas:


3.1. Funcionamiento del sistema de arranque

3.1.1. Tipos de motores de arranque

3.2. Diagnóstico del sistema de arranque del vehículo

Paso 1. Situaciones irregulares


3.3. Comprobación y reparación del swich

3.4. Comprobación de la caja de fusibles

3.5. Comprobación de la batería

3.6. Comprobación del motor de arranque

3.7. Reparación del motor de arranque

Paso 1. Desmontaje del motor de arranque

Paso 2. Comprobación de los elementos del arranque

Paso 3. Proceso de armado del motor de arranque

Paso 4. Armado del arranque al motor de combustión interna

Paso 5. Montaje del arranque al motor de combustión interna

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!


2

¡Bienvenido a la tercera unidad del curso!

Durante el desarrollo de esta unidad usted podrá conocer el funcionamiento del sistema de arranque, simbología eléctrica, mantenimiento y reparación de fallas, diagnosticar fallas, utilizando instrumentos de comprobación, aplicando las medidas de seguridad.


La misión del circuito de arranque es hacer que el motor del automóvil impulse los primeros giros hasta conseguir que funcione por sí mismo, gracias al impulso inicial de la batería del automóvil.

Este circuito dispone de los siguientes elementos:


• Switch de encendido

• Motor de arranque

Esquema general del sistema de arranque

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!

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3

3.1. Funcionamiento del sistema de arranque

Al activar el interruptor de arranque, fluye una corriente desde la batería hasta el automático del arranque o relé, generándose un campo magnético que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, lo cual hace posible al mismo tiempo que:

a. Se deslice un pequeño engrane llamado Bendix hacia los dientes del volante del cigüeñal.

b. Se cree un puente de corriente positiva (+) entre el cable 30 que llega al motor de arranque desde la batería y el cable 15A que surte de corriente los campos del motor de arranque.

Al suceder esto, el motor de arranque da vueltas rápidas, con la suficiente fuerza para que el engranaje pequeño, mueva al volante del cigüeñal del motor hasta que este funciona de manera automática y, luego, logra moverse por sí solo.

3.1.1. Tipos de motores de arranque

Se necesita un motor de arranque específico, dependiendo del esfuerzo que se requiere para mover al motor de combustión, es decir, la resistencia de la compresión del motor.

La potencia de un motor de arranque puede medirse en vatios o kilovatios de acuerdo a su tipo.

• Con automático incorporado reductor de fuerza

El motor de arranque con el automático del arranque incorporado al motor

!

!

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4

Tienen un sistema de engranajes reductores que multiplican la fuerza recibida inicialmente, lo que permite vencer todo tipo de resistencia para que gire con facilidad el volante del cigüeñal del motor y se encienda el motor.

La característica es que el rotor no arrastra directamente al piñón de engranaje, sino que lo hace a través de un sistema reductor que permite aumentar las revoluciones del rotor, obteniendo un mayor par (fuerza por distancia) en el piñón, que gracias a la reducción efectuada, gira a menor velocidad que el rotor.

• Con automático (solenoide) separado

Usado por vehículos americanos, utiliza el automático del arranque o solenoide fuera del motor de arranque, generalmente en la carrocería del vehículo, para conectarse a la corriente positiva. En cuanto se conecta la corriente, el motor de arranque se activa y desliza el engrane o piñon que se acopla a la rueda volante y, al mismo tiempo, gira con la fuerza necesaria para que el motor empiece su funcionamiento.

Motor de arranque con automático el arranque sin incorporar

Los motores de arranque pueden ser bipolares o tetra polar

Existen arranques con automático incorporado tetra polares (poseen cuatro polos) o bipolares (dos polos).

Se diferencian por la disposición y conexión de las bobinas del estator:

Dos bobinas conectadas en serie (motores bipolares).

RECUERDA: Para conocer más sobre los tamaños y tipos de arranque existentes, consulte en la bibliografía la información complementaria sobre este tema.

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5

Cuatro bobinas conectadas en serie y paralelo dos a dos, con los

polos en el mismo sentido, frente a frente.

3.2. Diagnóstico del sistema de arranque del vehículo

Motor de arranque montado en el vehículo

Motor de arranque y volante del cigueñal

En general, ante una situación de funcionamiento irregular del sistema de arranque se deberá proceder a la verificación de los circuitos para hallar el componente defectuoso (batería, interruptor de encendido del motor, cableado, entre otros.) y luego proceder al desmontaje y reparación.

Paso 1. Situaciones irregulares

Evalúe las señales de mal funcionamiento del motor de arranque de acuerdo a la siguiente tabla.

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6

Problema Causa posible Solución

Carga de la batería baja ! Comprobar la densidad del

electrolito en la batería. ! Cargar o recambiar la batería.

Cables de la batería flojos, corroídos o desgastados.

Reparar o cambiar los cables.

Fusible fundido Cambiar el fusible.

Motor de arranque defectuoso. Reparar el motor de arranque.

El motor no gira

Switch de encendido defectuoso.

Ajustar o cambiar el swich.

Carga de la batería baja Comprobar la densidad del electrolito en la batería.

Cables de la batería flojos, corroídos o desgastados.

! Cargar o recambiar la batería. ! Reparar o cambiar los cables.

El motor gira lentamente

Motor de arranque defectuoso.

Reparar el motor de arranque.

Motor de arranque defectuoso.

Reparar el motor de arranque.

Switch de encendido defectuoso.

Cambiar el switch de encendido.

El motor de arranque no se detiene

Cortocircuito en los cables Reparar los cables.

El motor de arranque gira rápidamente

! Dientes del engranaje del piñón rotos o arranque defectuoso.

! Dientes del volante rotos.

! Reparar el motor de arranque.

! Recambiar la cinta volante.

Luces pierden brillo al accionar el motor de arranque

Batería descargada ! Verificar con el voltímetro. ! Comprobar caída de tensión en el

circuito.

Batería no se carga con rapidez

Placas sulfatadas Cambiar la batería.

Corto circuito, en la instalación Conectar un amperímetro en el polo positivo (+) y leer el valor.

Batería pierde carga Daño interno Probar la capacidad

Circuito de mando interrumpido

Corto circuito o derivación a masa

Bornes de la batería sueltos

Motor de arranque no funciona, no suena el relé.

Batería totalmente descargada

Verificación batería

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!

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7


Se realiza una evaluación de acuerdo a la información técnica del automóvil teniendo en cuenta las especificaciones del fabricante y la simbología eléctrica.

a. Identifique el tipo de sistema de arranque de acuerdo a la marca del vehículo, consultando el manual del fabricante a través de Internet.

Sistema de carga y arranque- Marca HYUNDAY modelo 1990-1994

RECUERDA:

• Al arrancar el motor no debe durar más de 10 segundos, luego esperar 30 segundos,

hasta volver a intentar por segunda vez.

• Se debe realizar un mantenimiento preventivo cada tres años dependiendo del uso.

• Nunca tratar de arrancar el motor cuando ya está en funcionamiento.

• Nunca mande a rebobinar el inducido del estator.

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!

!

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8

b. Estudie el diagrama del sistema de arranque del automóvil que va reparar,

identificando los elementos del sistema de arranque en el automóvil y su

estructura.

c. Verifique que las conexiones y piezas correspondan al diagrama.

d. Verifique que los empates eléctricos estén conectados.

3.3. Comprobación y reparación del switch

a. Instale el multímetro y compruebe la continuidad de los distintos puntos de conexión.

b. Si al conectar, no hay continuidad, considere el elemento en mal estado y proceda a reemplazarlo o repararlo si fuese el caso, de acuerdo a lo indicado por el fabricante.

c. Desconecte las conexiones del motor de arranque.

d. Con el multímetro y la batería desconectada, compruebe la continuidad de los contactos del automático y del positivo de la batería conjuntamente con las posiciones del swich.

e. Si los valores obtenidos no son los indicados considere el elemento en mal estado y remplácelo.

RECUERDA: En Internet existen varios sitios para acceder a los manuales de vehículos de fabricantes de autos que son la mejor herramienta para encontrar la estructura, datos, diagramas de sistemas, entre otros. Lo invitamos a consultar algunas de las siguientes páginas y añadirlas dentro de sus páginas favoritas. - http://www.mecanicavirtual.com.ar/ - http://www.km77.com/ - http://www.manualesdemecanica.com/

RECUERDA:

Este tema “Comprobación y reparación de Swich” y “Desmontaje y reparación del Swich”

ya fueron estudiados en la unidad 2: Sistema de carga, para lo cual puede volver a

consultar el contenido. Además puede acceder a los videos recomendados en la

Bibliografía del curso.

- Volver al tema “Comprobación del swich” de la Unidad 2.

- Volver al tema “Desmontaje y reparación del Swich” de la Unidad 2.

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Video 1. Comprobación del swich www.youtube.com/watch?v=Sbnp-zQQNPc

3.4. Comprobación de la caja de fusibles

Caja de fusibles

Luego de la comprobación del switch, es recomendable verificar la caja de fusibles o porta fusibles, ubicado bajo el tablero de instrumentos o en la parte delantera. Está clasificado en colores de acuerdo a su amperaje.

Para su comprobación, se extrae y mide cada uno de los fusibles, midiendo la continuidad.

Video 2. Experimento de Oersted www.youtube.com/watch?v=Sbnp-zQQNPc

RECUERDA: En caso de que el swich esté dañado, es posible conectar directamente la batería el polo positivo al conector del automático del motor de arranque.!

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3.5. Comprobación de la batería

Comprobación de la batería

La mayoría de los problemas de arranque se pueden deber a fallas en el funcionamiento de la batería, por lo cual debe aplicar el correcto procedimiento de verificación, así como medidas para su cuidado.

Video 3. Verificación de la batería www.youtube.com/watch?v=Sbnp-zQQNPc

a. Instale el multímetro y compruebe el voltaje y el amperaje que está suministrando la batería al sistema eléctrico.

b. Saque las tapas individuales y determine la densidad.

c. Compruebe los valores de descarga de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. d. Si los datos obtenidos no coinciden, considere en mal estado el elemento.

RECUERDA: Este tema “Comprobación de la batería” ya fue estudiado en la unidad 2: Sistema de carga, para lo cual puede volver a consultar el video de apoyo “Verificación de la batería”. Además podrá profundizar en el tema sobre el funcionamiento de la batería, consultando la “Bibliografía” del curso.!

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a. Desconecte las conexiones del motor de arranque.

b. Prepare una fuente de 12V o una conexión directa desde la batería para comprobar el automático, el motor de arranque y un multímetro.

c. Conecte el automático del arranque (relé) con la conexión de 12V y determine el funcionamiento, observando el desplazamiento del piñón de engrane (bendix) del arranque.

Video 4. Funcionamiento automático del arranque www.youtube.com/watch?v=Sbnp-zQQNPc

d. Conecte el motor eléctrico directamente y determine su funcionamiento de acuerdo a su fuerza y velocidad (el vehículo tiene que estar en neutro).

e. Conecte el multímetro en la escala de tensión, arranque el motor aproximadamente 10 segundos y lea el valor. Los resultados menores a 9 voltios DC indican batería en mal estado de carga.

RECOMENDACIONES:

• Las baterías producen gases explosivos por lo que se recomienda tener cuidado al manipularlas.

• No fume ni prenda fósforos o encendedores cerca de una batería.

• Cada vez que cambie el aceite al motor, revise los niveles de agua destilada en las celdas. Si los niveles de las celdas están bajos, llene con agua destilada.

• Se debe cuidar que los bornes estén limpios de sulfato (capa blanca) para favorecer el contacto y paso de corriente con un cepillo de alambre.

• Lavar las piezas con solución de agua y bicarbonato sódico, luego secar todas las piezas, poner los bornes (siempre empezar por el positivo) y engrasar.

• Evite golpear a la batería o dejar caer.


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f. Con la escala en voltios DC del multímetro, conecte el polo positivo al 30 del automático del arranque y el polo negativo a masa, luego arranque el vehículo. Su valor no debe ser menor a 11 Voltios.

g. Conecte las dos puntas del voltímetro a los terminales 30 y 15 A del automático del arranque; al arrancar el motor, la lectura debe ser inferior a 1 voltio.

h. Conecte un amperímetro en serie, desde el terminal 30 o positivo de la batería; al arrancar el motor la lectura debe ser inferior a 40 A.

Al arrancar el motor el arranque debe sonar sincronizado, si tiene ruidos extraños, la causa puede ser averías en el piñón de engrane (bendix), los rodamientos o bocines de apoyo del rotor.

3.7. Reparación del motor de arranque

Paso 1. Desmontaje del motor de arranque

a. Desconecte la batería de acumuladores.

b. Desconectar el automático del arranque, retirando las terminales.

Desconexión del motor de arranque

RECUERDE: • Si cualquiera de los elementos presenta desperfectos, desmonte el motor de arranque para

repararlo. • Antes de desmontar el motor de arranque del vehículo tendremos que asegurarnos de que el

circuito de alimentación y la batería estén en perfecto estado, comprobando la carga de la batería y el buen contacto de los bornes del motor con los terminales.

• Puesto que en todos los trabajos que se hagan en las piezas eléctricas del motor de arranque existe el peligro de un cortocircuito, lo mejor es desconectar el cable de tierra de la batería.

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c. Retire los tornillos de sujeción.

Desconectar la batería y retirar los pernos

d. Al desmontar el motor de arranque del vehículo verifique posibles averías o daños.

Desmontaje del arranque

e. Retirar el automático del arranque del cuerpo del motor de arranque.

Automático del arranque

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f. Aflojar las tuercas y los pernos.

Retirar el automático del arranque del cuerpo

g. Retirar el automático del cuerpo.

Desmontaje del automático del arranque

h. Retirar el piñón de arranque y la rodela espaciadora si la tuviese y la tapa trasera que

recubre el rotor o inducido.

Retiro de la tapa trasera

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i. Retirar el sistema de acoplamiento.

Desacoplamiento del motor de arranque

j. Retire el porta carbones del motor.

Retiro del porta carbones

k. Saque el inducido y sepárelo del resto del cuerpo del motor.

Desarmado del inducido

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l. Separe el Bendix (C) del inducido desmontando la vincha (A) y retirando la rodela de sujeción (B).

Retirar la horquilla

m. Retirar la horquilla y los espaciadores.

Retirar la horquilla

Paso 2. Comprobación de los elementos del arranque

Ahora podemos observar el sistema de arranque despiezado.

a. Ubique los elementos sobre una mesa.

b. Identifique los principales elementos del sistema de arranque del automóvil,

estudiados en la primera unidad del sistema de arranque.

RECUERDE:

Después de retirar el motor de arranque y despiezarlo, es recomendable lavar todas y cada una de las partes con algún solvente como kerex o gasolina y luego lavarlos con agua jabonosa para retirar los residuos.

No se deben lavar las partes que tienen lubricación propia como el piñón de acoplamiento o partes de goma, las cuales pueden limpiarse con un paño o trapo limpio.

Se inicia comprobando las partes mecánicas y luego se comprobarán las partes eléctricas del motor de arranque

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Elementos del motor de arranque

c. Realice la comprobación de cada uno de los elementos del sistema de arranque,

verificando las averías y realizando los cambios necesarios:

Video 4. Comprobación y cambio de los elementos del sistema de arranque www.youtube.com/watch?v=Sbnp-zQQNPc

• Tapa posterior: Frecuentemente se dañan los bocines o casquillos debido a un roce entre el rotor y la tapa, produciéndose un fuerte sonido. En este caso, la tapa debe ser reemplazada.

• Eje del rotor: Al soportar el piñón de béndix que tiene contacto con el volante del cigüeñal, el cual debe girar en un solo sentido; en caso de girar hacia la otra dirección, debe ser reemplazado. Además se debe verificar que los dientes del piñón béndix tengan el grosor adecuado y no estén desgastados.

• La horquilla: Por ser una pieza de plástico, presenta desgastes o roturas después de los 80 mil Km, la cual debe ser reemplazada.

• Rotor: El colector aloja a la placa porta carbones que permite el paso de la corriente transformándola en un electroimán. Debe cambiarse cuando está cónico o desgastado en el centro. En escala de ohmios se mide el extremo y se comprueba la continuidad a

1. Tapa trasera

2.1. Piñón de engranaje

2. Rotor o inducido con piñón de engrane

6. Placa porta carbones

3. Horquilla

5. 1. Pernos de Fijación

4.1. Émbolo o pistón

2.2. Colector

5. Estator con bobinas o coronilla

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7. Tapa delantera

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4. Automático del arranque (solenoide o relé)

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través del sonido para identificar que el paso de corriente esté en buen estado. Luego se mide el extremo y el colector, si suena indica que está circuitado y esto indicará el cambio de la pieza.

• Placa porta carbones: Se presenta daño en los contactos, disminuyéndose la longitud de las escobillas, para lo cual se cambia la placa completa o el juego de porta escobillas.

El deterioro de las escobillas presenta un desgaste frecuente a los 100.000Km, 150.000Km o 200.000 km, debido a su rozamiento con el colector por lo que deben ser cambiadas para solucionar el problema.

Examinar que los colectores no tengan sus superficies lisas, limpiarlas con un trapo humedecido en gasolina y secarlos cuidadosamente. El buje, junto al piñón, tiene una boca de lubricación. La lubricación se hace cada 25000 km, con unos 3 cm2 de aceite. El piñón y la cremallera se deben limpiar con una brocha humedecida en gasolina, lubricándolos a continuación con grasa grafitada.

• El estator: Hace posible el efecto electromecánico para el movimiento donde se encuentran las bobinas estatoras. Se comprueba cada bobina, midiendo la continuidad y aislamiento en escala de sonido y el valor en la electricidad 15 A. Los daños se producen principalmente por el contacto con el automático, por no haber cambiado bocines en el motor de arranque que no centran el motor. Nunca se rebobinan.

• La tapa delantera: Debe tener el bocín en buen estado y debe hacer girar el eje rotor centrado. En tal caso debe cambiarse.

• Automático del arranque o solenoide: El automático del arranque puede presentar averías por el corte de una de sus bobinas. Se podrá cambiar solo el automático de arranque por otro igual.

Ubicado en la parte exterior que permite mediante un pistón mover la horquilla y al piñón Béndix, uniendo los contactos con los terminales 30 y 15 A. Es necesario medir el funcionamiento de los contactos en escala de Ohmios midiendo y verificando que se produzca sonido. Si no suena, es porque está dañado, para lo cual se debe cambiar toda la pieza.

Paso 3. Proceso de armado del motor de arranque

Luego de comprobar cada una de las partes y reemplazar las que tienen daños o desgastes,

se procede al rearmado del motor. El proceso es el invertido del despiece, pero tomando en

cuenta algunos aspectos, especialmente debiendo engrasar algunas partes necesarias

como por ejemplo: Engrasar el piñón del rotor o inducido.

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Engrasado del piñón del inducido

Paso 4. Armado del arranque al motor de combustión interna

a. Arme el inducido con el bendix.

Armado del inducido

b. Instale el inducido sobre la carcasa y los polos imantados fijos.

Armado del inducido

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c. Instale el porta carbones con los carbones nuevos.

Instalación del porta carbones

d. Ponga la tapa posterior del motor de arranque.

Instalación de la tapa delantera y los pernos

e. Compruebe el funcionamiento del motor de arranque antes de montarlo en el automóvil.

Montaje del arranque para su comprobación

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Paso 5. Montaje del arranque al motor de combustión interna

a. Instale el automático del arranque sobre el motor, comprobando la correcta conexión y

ubicación del piñón de acoplamiento.

Ensamble del automático del arranque

b. Compruebe el juego axial del sistema de reducción manualmente o, si lo tuviese, con el

reloj palpador.

Comprobación del juego axial

c. Coloque el automático con el espaciador si lo tuviese en el cuerpo y ajuste los pernos.

Instalación del automático del arranque después de la comprobación del juego axial

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d. Finalmente, subir el motor para su verificación.

RECOMENDACIONES: • Cuando se realiza el montaje del motor de arranque en el vehículo deberá

considerarse:

• Paralelismo entre el piñón del motor de arranque y la corona del volante del cigüeñal.

• Los dientes de la corona del volante del cigüeñal deben estar en perfecto estado.

• Motor apagado del piñón de engranaje del arranque debe estar cerca de la corona del

volante del cigüeñal.

• Las conexiones del circuito de arranque deben estar bien sujetas para evitar caídas de

tensión excesivas al arrancar el vehículo.

• Cualquier operación de mantenimiento, debe desconectarse el negativo de la batería,

para evitar cortos circuitos por contacto con herramientas u otros objetos metálicos.


Sistema electrico automotriz SECAP

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