informe 3 sistema de arranque

Electricidad y Electrnica del Vehculo

Evaluacin del Sistema de ArranqueINFORMEIntegrantes del grupo: Escobar Gutirrez Wilfredo Espinoza Carbajal Alfredo Ramos Espinoza Oliver Barreda Soto Alexander Grupo: C12-4-B

Profesor: ROMERO JIMNEZ, Marco AntonioFecha de realizacin: 15 de marzoFecha de entrega: 23 de marzo

2014 I

1. Objetivo General

Evaluar el sistema de Arranque elctrico del automvil y del tractor D3G

1.1 Objetivos Especficos

Identificar y entender el funcionamiento de los componentes del sistema de arranque del automvil mediante el mdulo ATech.

Interpretar e identificar el sistema de arranque del plano elctrico del tractor Caterpillar D3G

Analizar las fallas generales del sistema de arranque mediante el mdulo ATech.

Identificar los componentes del motor de arranque del automvil.

Realizar la medida de resistencias de las bobinas del estator y el rotor

2. IntroduccinEl sistema de arranque es el encargado de proporcionar los primeros giros al motor de combustin para que encienda. Para esto utiliza un motor elctrico de repulsin y su funcionamiento se basa en el principio de la ley de las cargas magnticas. La marcha est diseada para producir una gran fuerza de traccin capaz de hacer girar la volante del motor del vehculo. Los sistemas de arranque modernos se activan cmodamente con un simple giro de la llave de contacto. Pero detrs de todo el proceso de arranque existen diversos subprocesos tcnicos de los componentes cuidadosamente coordinados, los cuales son gobernados por una computadora (PCM), esta solo permite el arranque siempre y cuando se cumplan diferentes condiciones y parmetros, estos pueden ser que el vehculo este parqueado o su caja de transmisin este neutro, o que exista peso en butaca y que estn puestos los cinturones de seguridad.En el presente informe evaluaremos los componentes del sistema de arranque as como su identificacin de estos en el plano del tractor D3G.

3. Marco Terico

3.1 Proceso de arranque

Los motores de combustin interna necesitan de un dispositivo auxiliar que les permitan vencer el estado de inercia que se encuentra cuando no este parado , este dispositivo tiene que tener la fuerza suficiente para hacer rotarla volante del motor para ponerlo en marcha venciendo las resistencias de compresin y el rozamiento de los pistones y cojinetes, as como de la temperatura de este y las propiedades del lubricante , que depende en gran medida de la construccin y nmero de cilindros del motor. Tener presente que las resistencias por rozamiento alcanzan su valor mximo a bajas temperaturas. Este dispositivo se le conoce como el motor de arranque o arrancador, el cual pueda hacer girar al motor de combustin una cierta cantidad de giro por minuto mnimo (velocidad de arranque) para formar la mezcla aire combustible en el caso de uno de gasolina o hacer alcanzar la temperatura del motor diesel para el autoencendido, hasta una fase de aceleracin del mismo para que alcance el rgimen mnimo de marcha de los primeros encendidos.

FIGURA 1. Se observa las condiciones de arranque del motor de combustin interna y el motor elctrico de arranque.

La puesta en marcha de los motores de combustin interna se realiza mediante motores elctricos (motores de corriente continua, corriente alterna o corriente trifsica), as como motores hidrulicos y neumticos. Dentro de las posibilidades expuestas, comnmente en un automvil se utiliza el motor de corriente continua y excitacin, ya que este desarrolla un alto par de giro inicial para poner en marcha al motor de combustin. Este par de giro se transmite hacia la volante del motor de combustin por medio de a travs de un pin y una corona dentada. Los tamaos del motor de arranque y la batera se calculan de manera que se pueda disponer de potencia necesaria para el arranque durante un tiempo suficiente, incluso en condiciones ambientales desfavorables. Dicho de otra manera como el motor de arranque es el que consume mayor energa elctrica de la batera, es el que suele determinar las dimensiones de esta.El motor de arranque debe disponer de determinadas exigencias, estas son: Disponibilidad permanente para el arranque. Potencia de arranque suficiente a diferentes temperaturas. Vida til prolongada, lo que permite una gran cantidad de procesos de arranque, en diferentes condiciones, ya sea en ciudad o carretera. Poco peso y dimensiones favorables para el montaje y desmontaje. Es decir que posea buena mantenibilidad. El motor de arranque una vez montado en el motor de combustin interna, debe presentar buena sincronizacin con este.

Figura 2. Se observa la configuracin elemental de un sistema de arranque convencional3.1.1 Sistema de arranque con dispositivo de bloqueo de arranqueLos sistemas de arranque requieren de un circuito ms complicado pues el motor de arranque y la corona dentada del motor de arranque y la corona dentada del motor de combustin interna necesitan una potencia eficaz por lo que se le acopla un rel electrnico de bloqueo de arranque, el circuito protege el sistema de arranque en mltiples aspectos desconexin tras el arranque bloqueo con el motor trmico en marcha automtica bloqueo del motor trmico en marcha r inercia bloqueo tras arranque fallido, es decir cuando no se ha logrado la marcha la marcha autnoma del motorA fin de evitar un reintento prematuro de arranque en los dos ltimos casos, se mantiene el bloqueo hasta que ha transcurrido un determinado tiempo de retardo integrado en el rel.

3.2 El motor de arranque elctrico.Principio de Funcionamiento:En el motor elctrico se utiliza una corriente elctrica para producir un movimiento giratorio transformando energa elctrica en energa mecnica.Esta transformacin se basa en la fuerzaejercida por un campo magntico sobre un conductor por el que circula una corriente elctrica. La magnitud de esta fuerza es proporcional a la intensidad del campo magntico y a la intensidad de la corriente, y su valor mximo se obtiene cuando el campo magntico y la corriente estn orientados perpendicularmente entre sEjecucin TcnicaEn los motores de arranque elctricos, el electroimn est formado por una carcasa de estator tubular, en cuyo interior se fijan generalmente cuatro zapatas polares (polos magnticos). Estas zapatas tienen, a menos que se trate de imanes permanentes como en los tipos DM y DW, un devanado de excitacin por el que circula corriente para la excitacin del campo magntico. El devanado de excitacin se alimenta con tensin continua, para que las lneas del campo vayan siempre en una misma direccin (es decir de los polos norte a los sur). Como las lneas del campo magntico son siempre cerradas y circulan perfectamente por el hierro, la carcasa polar y las zapatas polares se fabrican de dicho metal (ms exactamente, de un acero con propiedades magnticas especiales).El inducido est constituido por un paquete de discos de chapa aislados entre s para evitar prdidas por magnetizacin, y prensados sobre el eje del propio inducido, formando un cilindro ranurado longitudinalmente, en cuyas ranuras se alojan las espiras. Al pasar corriente por ellas, se genera en el ncleo de hierro del inducido un campo magntico con polos norte y sur. El giro del inducido se origina por confrontacin de los polos de igual signo del inducido y de la carcasa del estator, los cuales se repelen recprocamente. Las espiras que forman el devanado del inducido estn conectadas a las diferentes lminas del colector (delgas). El colector va montado a su vez directamente en el eje del inducido y sobre l rozan casi siempre cuatro escobillas de carbn, conectadas por parejas a los polos positivo y negativo de la batera (masa).

.

Motores en Derivacin

En los motores en derivacin, el devanado de excitacin est conectado en paralelo at inducido. Con una alimentacin de tensin constante, la excitacin y la velocidad de giro son casi independientes del par de giro, lo cual sera desfavorable para el funcionamiento del motor de arranque. Sin embargo, la cada de tensin de la batera por la alta intensidad del motor de arranque, conduce a una curva caracterstica apropiada para el arranque, similar a la de los motores en serie.Motores de Excitacin Permanente

Estos motores se caracterizan por su sencillez constructiva y su pequeo tamao. Como el campo magntico es generado por imanes permanentes, la excitacin es siempre la misma en cualquier estado de servicio. No existe devanado de excitacin y por tanto tampoco corriente de excitacin ni resistencia hmica, por lo que la resistencia total del motor elctrico es pequea. Cuando se utilizan como motores de arranque a la tensin de la batera, los motores de excitacin permanente tienen un comportamiento similar al de los motores en derivacin.

Motores en SerieEn los motores en serie o de excitacin en serie, los devanados de excitacin y del inducido estn conectados en serie (uno tras otro). La corriente de excitacin no se deriva, sino que la corriente del inducido pasa tambin por el devanado de excitacin. Como esta corriente de inducido es particularmente alta durante la puesta en marcha del motor bajo carga, genera un campo magntiC0 de alta intensidad. Por esta razn, los motores desarrollan un elevado par de arranque que disminuye con rapidez at aumentar la velocidad de giro. Gracias a esta propiedad, el motor es especialmente adecuado como motor de arranque.

Motores en Derivacin y en Serie Combinados (motores compound)

Los motores de arranque grandes tienen un motor compound con un devanado en derivacin y otro en serie, los cuales se conectan en dos etapas. En la etapa previa se limita la corriente del inducido, para lo cual se empieza por conectan el devanado en derivacin en serie con el inducido, como resistencia adicional. As, el inducido genera solo un pequeo par de giro para el engrane. En la etapa principal circula toda la corriente por el motor de arranque, que entonces puede desarrollan su par de giro completo.

4. Materiales y herramientasMdulo de Sistema de arranque ATech (811FJ)

Batera de 12 V

Multmetro digital

Cables de conexin de bateras

Pinza amperimtrica

Tractor Caterpillar D3G

5. Resultados

Listar los componentes del sistema de arranqueNOMBRE DE COMPONENTENLETRADESIGNACIN EN EL MODULO ATECH

STARTER MOTOR1aS

bGROUND (-)

cB - 5

CRANK RELAY 2aC8

bB10

cC10

dB8

PCM (POWERTRAIN CONTROL MODULE)3a76-C2

b59-C1

c23-C2

dGROUND (-)

FUSE BLOCK4aC8

b0.8BLU

cE2-C1

dD3-C1

IGNITION SWITCH5aB-C1

BATERY6aBORNE (+)

Realizar un esquema de conexin de estos componentes

numero de fallamedidas elctricas sin fallamedidas elctricas con fallacausa

los bornes (S -B10) que conecta el relay con el solenoide del motor de arranque, al introducir la falla aumenta la cada tensin a un valor infinito (OL) por el aumento de resistencia en el cable es decir que el cable se encuentra abierto

1batera 10.48 v10.48 v

bornes S -B10RUN0.00V0.013 v

STAR0.20 VOL

Batera con arranque( OL ) V10.48 v

batera sin arranque 10.46 v10.48 v

Evaluacin de Fallas en el Sistema de Arranque


Los puntos (J-16) que conecta la posicin de cambios del mdulo con la computadora al introducir la falla presenta una cada de tensin en comparacin con la medida registrada sin falla de 0 a 4.70 v, por lo que este conector se encuentra abierto, en consecuencia la computadora no recibe la seal respectiva de arranque.

2batera 10.48 v10.48 v

bornes G-680.00V0.00 V

F-180.00V0.00 V

H-560.00V0.00 V

J-160.00V4.70 V




los bornes (C10-76C2) que conecta la computadora con el relae, al introducir la falla #3 aumenta la cada tensin a un valor de 7.77 v por el aumento de resistencia en el cable es decir que el cable que conecta se encuentra abierto

3batera 10.48 v10.48 v

bornes C10-76C2RUN0.000 V0.000V

STAR0.009 V7.77 V




Los bornes (B8-C2) del cable que conecta el fusible con el relae, al introducir la falla #4 aumenta la cada tensin a un valor infinito (OL) por el incremento de resistencia en el cable es decir que el cable se encuentra abierto y no deja pasar la corriente para que el relae funcione

4batera 10.48 v10.48 v

bornes B8-C2RUN0.00V0.013 v

STAR0.099 VOL



Ubicacin de los Componentes en el Equipo CAT D3G

Arrancador

Batera

Starting relay

Llave de contacto

Estructura del Motor de Arranque

1. Tornillo de unin del semicuerpo 2. Pin con rueda libre y Manguito de acoplamiento3. Inducido4. Soporte inductor-carcasa5. Bobina inductoras6. Soporte del lado corrector7. Casquillo8. Abrazadera de proteccin Del soporte del lado del pin9. y 10. Escobillas11. Muelle de retencin de las escobillas12. Bobinas inductoras13. Electroimn mando acoplamiento pin14. Palanca de acoplamiento del arranque15. Taco de goma16. Tornillo17. Soporte del lado del pin18. Casquillo.

Estator o Inductor

Crea campo magntico. Formado por: Cuerpo o carcasa. Bobinas inductoras. Expansiones polares. Estas expansiones forman polosNorte y Sur del imn en funcin Del sentido de arrollamiento.Rotor o Inducido

Formado por: Eje Tambor de lminas Colector de reglas Espiras o conductoresActivos Eje estriado para deslizamiento del mecanismo de arrastre.Forma de Conexin Interna del Estator y Rotor

6. Conclusiones Se Identific y entendi el funcionamiento de los componentes del sistema de arranque del automvil mediante el mdulo ATech, ya que al estar el sistema en perfectas condiciones de operatividad, el engranaje bendix del motor de arranque sale y gira cuando el vehculo esta parqueado o la caja de transmisin est en Neutro, presentando condiciones y parmetros para que un motor de combustin pueda entrar en funcionamiento. se concluye que en un equipo pesado mvil el sistema de arranque es el que da el primer movimiento rotatorio antes de que el motor tome la volante. se determin las causas de las 4 diferentes fallas que detallan en los cuadros de resultados obtenidos por lo que se concluye que las fallas eran producto de cables abiertos en los distintos puntos que se mencionan en la tabla.

7. Recomendaciones

En un sistema de arranque convencional (sin restricciones o ayudas electrnicas), no es recomendable hacer funcionar el motor de arranque ms de 10 segundos continuos ya que este podra quemarse.

8. Referencias ATech Automotive Technology (2014) Electrical / Electronic Systems Products [en lnea]. Recuperado el 22 de marzo de 2014, de: http://www.atechtraining.com/PDF/Electrical-Electronics/811FJ_Starting_System.pdf Escuela profesional san Francisco (2014) Sistemas de arranque Bosch edicin 2000 [en lnea]. Recuperado el 22 de marzo de 2014, de: http://www.sanfranciscoescuela.com/downloads/apuntes/52-sistemas_de_arranque.pdf

informe 3 sistema de arranque

Documents