universidad tecnolÓgica...
TRANSCRIPT
-
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS CARRERA DE INGENIERÍA
AUTOMOTRIZ
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN BANCO SIMULADOR DE ARRANQUE, ALTERNADOR, BATERÍA, IGNICIÓN Y SISTEMA
DE LUCES DE UN AUTOMÓVIL PARA LA CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ DE LA UNIVERSIDAD
TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
IVÁN ALEJANDRO TERÁN OCEJOS
DIRECTOR: ING. ARMANDO MENDEZ
Quito, abril 2016
-
© Universidad Tecnológica Equinoccial 2016
Reservados todos los derechos de reproducción
-
DECLARACIÓN
Yo IVÁN ALEJANDRO TERÁN OCEJOS, declaro que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
IVÁN ALEJANDRO TERÁN OCEJOS
C.I. 171638184-1
-
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Diseño y construcción
de un banco simulador de arranque, alternador, batería, ignición y
sistema de luces de un automóvil para la carrera de Ingeniería
Automotriz de la Universidad Tecnológica Equinoccial”, que, para
aspirar al título de Ingeniero Automotriz fue desarrollado por Iván
Alejandro Terán Ocejos, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de
Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el
reglamento de Trabajos de Titulación artículos18 y 25.
___________________
ING. ARMANDO MENDEZ
DIRECTOR DELTRABAJO
C.I. 1754140091
-
DEDICATORIA
Dedico mi proyecto de graduación a mi padre Fausto Romel Terán Yepez,
quien incansable e incondicionalmente ha estado a mi lado guiándome y
apoyándome para conseguir mis metas. Y a mi madre porque es un pilar
muy importante en mi vida quien constantemente y a pesar de la distancia a
sabido guiarme y empujarme a conseguir mis metas.
A mi amada Mami Nay que desde el cielo guía mis pasos y me ayuda a
tomar las mejores decisiones en mi vida. A ella le dedico este título, porque
estoy seguro que desde las alturas festejará conmigo.
Iván Terán
-
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios, por darme la fuerza y la salud para poder alcanzar mis
metas. A la Universidad Tecnológica Equinoccial, especialmente a mis
Profesores de Ingeniería Automotriz que me transmitieron sus conocimientos
de la mejor manera para poder ser un excelente profesional, y a todas
aquellas personas que contribuyeron en mi desarrollo personal y profesional.
A mis padres Romel y Rocío, quienes estuvieron en todo momento a mi lado
brindándome su apoyo y confianza. A mi hermana Erika que también ha
sabido alentarme cuando lo he necesitado.
A mi tutor de tesis, Ingeniero Armando Méndez, que con su ayuda y
asesoramiento hizo posible la culminación de este proyecto.
Iván Terán
-
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1. OBJETIVOS DEL PROYECTO 3
2. MARCO TEÓRICO 4
2.1. SISTEMA DE CARGA 4
2.2. SISTEMA DE ARRANQUE 13
2.3. SISTEMA DE IGNICIÓN 15
2.4. OTROS SISTEMAS DE ENCENDIDO 27
2.5. SISTEMA DE ILUMINACIÓN DEL VEHÍCULO 29
3. METODOLOGÍA 36
3.1 INVESTIGACIÓN DE CAMPO 36
3.2. MÉTODO BIBLIOGRÁFICO 36
3.3. DISEÑO DEL BANCO SIMULADOR 37
3.4. PLAN DE TRABAJO DE CONSTRUCCIÓN 37
3.5. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA 37
3.6. MONTAJE DE ELEMENTOS MECÁNICOS 38
3.7. MONTAJE DEL SISTEMA DE LUCES 38
-
ii
3.8. MONTAJE DE ELEMENTOS RESTANTES 38
3.9. ELABORACIÓN DEL PANEL DE CONTROL 39
3.10. INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE LOS SISTEMAS 39
3.11. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO 39
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 40
4.1 DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA 40
4.2. CORTE DE ESTRUCTURA METÁLICA 43
4.3. MONTAJE DE ELEMENTOS MECÁNICOS 45
4.4. MONTAJE DEL SISTEMA DE LUCES 48
4.5. MONTAJE DEL TABLERO DE CONTROL 51
4.6. INSTALACIÓN Y CONEXIÓN DE SISTEMA ELÉCTRICO 52
4.6.1. INSTALACIÓN PITO O BOCINA. 78
4.7 GUÍAS DE LABORATORIO 84
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 97
5.1. CONCLUSIONES 97
5.2. RECOMENDACIONES 99
BIBLIOGRAFÍA 101
-
iii
ÍNDICE DE FIGURAS
Página
Figura 1. Sistema de Carga 5
Figura 2. Partes de una batería 7
Figura 3. Partes de un alternador 9
Figura 4. Elementos del alternador 10
Figura 5. Despiece de un puente rectificador 10
Figura 6. Onda de corriente alterna 12
Figura 7. Onda de corriente alterna corregida 12
Figura 8. Elementos de un motor de arranque 14
Figura 9. Sistema de encendido convencional 16
Figura 10. Tapa del distribuidor 19
Figura 11. Rotor 19
Figura 12. Ruptor 20
Figura 13. Condensador 21
Figura 14. Sección de una bobina de encendido 22
Figura 15. Cables de alta tensión 23
Figura 16. Bujía 24
Figura 17. Elementos del sistema de encendido convencional 25
Figura 18. Esquema eléctrico del sistema de encendidol 27
Figura 19. Esquema de un sistema de encendido DIS 28
Figura 20. Circuito de iluminación del automóvil 30
Figura 21. Luz alta 31
Figura 22. Luz media o de cruce 32
Figura 23. Luz baja potencia 32
Figura 24. Luz mediana potencia 33
Figura 25. Bulbo incandescente 33
Figura 26. Bulbo incandescente de xenón 34
Figura 27. Diseño del banco de pruebas 41
-
iv
Figura 28. Diseño del banco de pruebas 42
Figura 29. Diseño del banco de pruebas 43
Figura 30. Estructura de tol 44
Figura 31. Soldadura en soportes 45
Figura 32. Distribuidor 47
Figura 33. Alternador 47
Figura 34. Base alternador y templador 48
Figura 35. Instalación de luces delanteras 51
Figura 36. Instalación de luces posteriores y tablero 51
Figura 37. Batería electroquímica 54
Figura 38. Alternador 54
Figura 39. Diagrama eléctrico del sistema de carga 55
Figura 40. Diagrama eléctrico del sistema de carga apagado 55
Figura 41. Diagrama eléctrico del sistema de carga encendido 56
Figura 42. Diagnóstico de la batería 57
Figura 43. Diagnóstico de carboncillos 58
Figura 44. Diagrama sistema de arranque 59
Figura 45. Diagrama sistema de arranque con Proteus 60
Figura 46. Motor de arranque 61
Figura 47. Diagnostico motor de arranque 62
Figura 48. Diagrama sistema de ignición 63
Figura 49. Diagrama sistema de ignición con Proteus 64
Figura 50. Bobina 65
Figura 51. Cables de bujias 66
Figura 52. Bujias 66
Figura 53. Distribuidor 67
Figura 54. Desgaste de platinos 67
Figura 55. Comprobacion bobina de encendido 68
Figura 56. Cables de bujía en mal estado 69
Figura 57. Fusible automotriz 75
Figura 58. Codigo de color 76
Figura 59. Diagrama bocina 78
-
v
Figura 60. Diagrama bocina con proteus 78
Figura 61. Simulación del banco de pruebas armado vista lateral 79
Figura 62. Simulación del banco de pruebas armado vista frontal 80
Figura 63. Cuadro de control 82
Figura 64. Voltímetro y Amperímetro instalados 82
-
vi
ÍNDICE DE TABLAS
Página
Tabla 1. Materiales y herramientas para diseño y construcción 42
Tabla 2. Materiales y herramienta fijación de polea 46
Tabla 3. Herramientas y materiales montaje de luces 49
Tabla 4. Herramientas y materiales para el Montaje panel de control 51
Tabla 5. Características del cableado 70
Tabla 6. Dimensiones del cableado 71
Tabla 7. Calibre de cableado automotriz 71
-
vii
RESUMEN
En este trabajo de titulación, se presentan las consideraciones y actividades
desarrolladas para el diseño y construcción de un banco simulador del
sistema de carga, el cual consta de un alternador, una batería, además de
otros sistemas como son el de arranque, el de ignición y el sistema de
iluminación del vehículo. En este banco se pueden apreciar y analizar el
funcionamiento de todos los sistemas del automóvil ya descritos, todo esto
se ha hecho con el objetivo de que los estudiantes tengan la posibilidad de
realizar prácticas de laboratorio, permitiéndoles entender efectivamente los
principios teóricos del funcionamiento de los diferentes sistemas expuestos
en esta tesis. El diseño y montaje del proyecto se realizaron con criterios
técnicos.
El banco simulador consta del sistema de arranque, sistema de carga,
sistema de ignición y sistema de iluminación del vehículo. El arranque e
ignición van a ser accionados mediante un motor de altas rpm de 0,75 hp,
un distribuidor con todas sus partes internas, una bobina de alta tensión, 1
juego de cables de bujías, 1 juego de bujías de 1 electrodo, un alternador
con su regulador, un motor de arranque, una batería. Todas estas partes
serán usadas para el sistema de ignición, además de un voltímetro y un
amperímetro donde se podrá observar la tensión y la corriente que se tiene
en el banco de pruebas.
En el equipo se pueden realizar prácticas de laboratorio como: puesta en
marcha del sistema, medición de variación de tensiones, resistencias y
amperaje en diferentes partes de los circuitos, análisis de diagramas
eléctricos, reconocimiento de posibles fallos en los diferentes esquemas del
banco simulador.
-
viii
Además, en esta tesis se han elaborado guías de laboratorio con el
propósito de facilitar a los estudiantes la manipulación del banco de
simulador y el aprendizaje, de manera didáctica, del funcionamiento de los
sistemas. Capacitando de esta manera a los estudiantes para que puedan
diagnosticar con mayor facilidad cualquier posible falla que se presente
dentro de cualquiera de estos sistemas que se presentan en el banco
simulador.
-
ix
ABSTRACT
In this degree's work, it is explained the considerations and activities
developed for the design and construction of a simulator bench ignition
system, consisting of a starter, alternator, and battery. In this bank we can
see and analyze the operation of the lighting system of a car, all this work
was done with the purpose of the students can have laboratory practices,
enabling them effectively understand the theoretical principles of operation of
different systems exposed in this thesis. The design and construction of the
project were conducted with technical criteria.
The simulator consists on a bank starting system, charging system, ignition
system and lighting system of the vehicle. The starter and ignition will be
powered by a motor of 0.75 hp high rpm, a distributor with all internal parts, a
coil high, 2 sets of spark plug wires, one set of spark plugs, one electrode
game 3-electrode spark plugs, alternator with its regulator, a starter, and a
battery; all these parts will be used for the ignition system, and one
multimeter and ammeter which can measure voltage and current in different
parts of the system.
We can perform laboratory practices as commissioning of the system,
measurement of variation of tension, resistance and amperage in different
parts of the circuits, analysis of electrical diagrams, recognition of possible
faults in the different schemes simulator bank.
In this thesis we have been developed laboratory guidelines in order to
provide students with the bank handling simulator and learning, didactic way,
the operation of the systems. Thus enabling students so they can more easily
diagnose any possible failure to be present within any of these systems are
presented in the simulator bank.
-
1
1. INTRODUCCIÓN
El automóvil es uno de los inventos más importantes a lo largo de la
historia, éste ayuda a realizar las labores cotidianas. El vehículo está
constituido por varios sistemas muy complejos, que trabajando en conjunto,
permiten su correcto funcionamiento. Algunos de ellos son: el sistema de
dirección, transmisión, eléctrico, suspensión, entre otros.
Esta tesis tiene como objetivo ayudar a entender a los estudiantes de
la carrera de Ingeniería Automotriz de la Universidad Tecnológica
Equinoccial, de manera didáctica, el funcionamiento de los sistemas de
ignición, carga y de luces del vehículo. La provisión de un banco simulador
de los sistemas de ignición y luces de un vehículo, dará a los estudiantes la
posibilidad de asociar los conocimientos teóricos impartidos en las aulas con
la práctica, lo que ayudaría de forma vital a su formación como futuros
ingenieros.
El banco de pruebas está construido con partes y piezas de vehículos
que se encuentran en un estado 100% funcional, las conexiones han sido
realizadas de la misma forma que se encuentran en un automóvil, con esto
el profesor podrá explicar de mejor manera, de una forma más concreta y
experimental el funcionamiento de todos los sistemas descritos. Un banco
similar al que se construye y diseña en esta tesis, tiene un precio en el
mercado superior a los mil dólares, en esta tesis se ha tratado de reducir el
costo utilizando componentes de buena calidad y funcionales.
En este banco simulador los estudiantes podrán observar todas las
partes que conforman el sistema de ignición, el cual consta de un distribuidor
completo con su tapa y su rotor, un juego de cables de bujías de alta
tensión, un juego de bujías de un electrodo; el sistema de carga que consta
de una batería de 12 voltios, una bobina de alta tensión, un alternador;
sistema de arranque compuesto por el motor de arranque, sistemas de luces
del vehículo, por último un motor de altas rpm de 0.75 hp que va a ser el
-
2
encargado de dar movimiento al distribuidor para que éste genere el salto de
chispa y también de movimiento al alternador, así podrá cargar a la batería.
El sistema de luces, si bien no es parte vital dentro del funcionamiento
del motor del vehículo, es una parte muy importante hablando de seguridad
vehicular, ya que nos permite tener buena visibilidad del camino, ser visibles
para los otros conductores, evitar obstáculos y poder desplazarnos con
tranquilidad a lo largo de la carretera.
Tener un conocimiento básico del funcionamiento de las luces será de
gran ayuda, el banco contará con dos faros delanteros, dos luces guías, dos
faros posteriores, luz de placa, un tablero donde se pueden ver las luces
testigos, cableado, relés y un tablero de mando de luces. Además contará
con medidores de voltaje y de corriente a lo largo de los circuitos del sistema
que nos permitirá apreciar el alza y caída de voltaje además de cómo se
comporta el sistema de carga cuando las luces están encendidas, la
cantidad de corriente que envía el alternador cuando el motor funciona a
altas rpm y en ralentí.
En la actualidad, el Taller de Ingeniería Automotriz de la Universidad
Tecnológica Equinoccial no cuenta con un banco simulador del sistema de
arranque, sistema de luces y sistema de carga del vehículo, por tal motivo
las clases se han limitado a ser teóricas y con limitadas prácticas, ya que no
existe un medio donde se pueda visualizar de mejor manera el
funcionamiento y conexiones de los sistemas descritos anteriormente.
Conocer el funcionamiento de estos sistemas es muy importante ya que es
electricidad básica y permitirá diagnosticar fallos en el sistema.
Con el presente trabajo se pretende proveer un banco simulador del
sistema de encendido, sistema de carga y sistema de luces al taller de
Ingeniería Automotriz de la Universidad Tecnológica Equinoccial. Con la
finalidad de lograr una visualización real y práctica a los estudiantes que
cursan la carrera de Ingeniería Automotriz. Logrando una asociación entre la
teoría impartida en clases con la práctica, pero de una forma didáctica,
-
3
conociendo las partes de los sistemas descritos anteriormente, así como su
funcionamiento por separado y como un todo dentro de un vehículo.
1.1. OBJETIVOS DEL PROYECTO
OBJETIVO GENERAL
Diseñar y construir un banco simulador de arranque, alternador,
batería, ignición y sistema de luces de un automóvil para la carrera de
Ingeniería Automotriz.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer las partes y funcionamiento del sistema de encendido.
Identificar las partes y funcionamiento del sistema de carga.
Medir las diferentes variaciones de voltaje que ocurren dentro de este
sistema mediante el funcionamiento del mismo.
Conocer las partes y funcionamiento del sistema de luces.
Montaje de un motor eléctrico que simule las veces del motor de
combustión interna para que transmita el movimiento al alternador y
que este cargue a la batería, y proporcione el giro al distribuidor para
poder apreciar el salto de chispa en cada bujía.
Analizar las diferentes fallas que pueden suceder en los sistemas
expuestos y sus posibles soluciones.
Elaborar guías de laboratorio para que el uso de la misma sirva de
manera didáctica a los estudiantes de Ingeniería Automotriz.
-
4
2. MARCO TEÓRICO
En los cuatro sistemas que se analizaron en el desarrollo de la
presente investigación: sistema de carga, sistema de ignición, sistema de
arranque y sistema de luces; se encontró un elemento en común que es vital
para el funcionamiento de todos ellos, “la electricidad”, este elemento es muy
importante dentro del vehículo y para lograr entender de la mejor manera los
sistemas tratados en este banco de pruebas, es indispensable
familiarizarnos con los elementos y términos que ayudarán a que todos los
sistemas funcionen bien, para esto se deben conceptualizar algunos
términos que pueden traer confusión:
a) Tensión: “Es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial
eléctrico entre dos puntos. Se mide en Volt (V) y comunmente se lo llama
voltaje” (Fluke Corporation, 2015).
b) Corriente: “Cantidad de electricidad que fluye por un conductor. Es el
flujo de electrones a través de un conductor en un tiempo determinado. Su
intensidad se mide en Amperios(A)” (Fluke Corporation, 2015).
c) Resistencia: “Cualidad de un material de oponerse al paso de una
corriente eléctrica. La resistencia depende de la longitud del conductor, su
material, su sección y la temperatura del mismo. Las unidades de la
resistencia son Ω” (Fluke Corporation, 2015).
2.1. SISTEMA DE CARGA
A continuación se presenta en la figura 1 el esquema y componentes del
sistema de carga del vehículo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctrico
-
5
Figura 1. Sistema de Carga
(Elmer´s Car, 2013)
Este sistema es muy importante dentro del funcionamiento del
vehículo, ya que va a ser el que mantenga cargada la batería, la que permite
dar arranque y primer giro al motor para que éste empiece su
funcionamiento; además de lograr el uso de diferentes funciones del
automóvil mientras se encuentra apagado como son luces, radio, eleva
vidrios eléctricos, calefacción, entre otros. Es importante que el alternador se
encuentre en óptimas condiciones ya que va a ser el encargado de generar
corriente mediante el giro que le proporciona una polea conectada a la
banda de accesorios, éste genera corriente alterna que a través del
regulador y el convertidor será transformada en corriente directa para poder
ser guardada en el acumulador o batería, la misma que suministra la
corriente a todo el vehículo.
El sistema de carga consta de varios elementos tales como: batería
de 12v, alternador y regulador de voltaje. Dentro de este sistema, el
alternador es el elemento más importante ya que es el que se encarga de
transformar la energía mecánica en energía eléctrica en base a la formación
de campos magnéticos que atraviesan los bobinados, formando de esta
manera una corriente eléctrica alterna que posteriormente va a ser
-
6
transformada y rectificada a corriente directa por medio de un conjunto de
diodos que tiene el alternador en su interior. Para que el sistema trabaje en
óptimas condiciones debe generar de 13.5V a 15.0V con el motor en
funcionamiento (Elmer´s Car, 2013).
2.1.1 BATERÍA O ACUMULADOR
La batería es un acumulador de corriente que es constantemente
cargado por un generador de corriente que se conoce como alternador. Este
acumulador es el corazón del sistema eléctrico de cualquier vehículo, ya que
proporciona toda la corriente necesaria para arrancar el automóvil.
(Meganeboy, 2014)
La batería está conformada por dos polos uno negativo y un positivo,
los cuales no pueden juntarse o conectarse directamente, porque la batería
puede explotar. El polo negativo está conectado directamente a la
carrocería, es decir a la masa. (Meganeboy, 2014)
Se entiende que la batería se mantiene cargada por efecto del
funcionamiento del alternador, y que la corriente que consume el vehículo
proviene del mismo mientras el motor está funcionando y cuando el motor
está apagado, la batería es la encargada de suministrar corriente.
(Meganeboy, 2014).
Las baterías automotrices tienen funciones bien determinadas que
son:
Proporcionar energía al motor de arranque, el sistema de inyección y
el sistema de ignición, para encender el motor.
La función de la batería es proteger todo el sistema eléctrico ya que
estabiliza la tensión y reduce las variaciones que pueden suceder dentro del
sistema de carga.
Dar al vehículo mayor cantidad de energía cuando éste necesita más
de la que el alternador puede proporcionarle.
-
7
2.1.1.1 Partes de la batería
En la figura 2 se presenta un esquema de las partes de las cuales
está compuesta una batería.
Figura 2. Partes de una batería (Dery, 2011)
La batería de un automóvil está formada por los siguientes elementos que se
detallan a continuación:
a) Rejillas: Estas rejillas están fabricadas en aleaciones de plomo, que nos
permiten tener una mejor conducción eléctrica y nos sirve como soporte para
el material activo. (Duncan, 2010)
b) Placas: Las placas no son nada mas que rejillas que se encuentran
totalmente impregnadas de material activo, este material es una especie de
pasta elaborada a base de algunos elementos químicos. (Duncan, 2010)
c) Separadores: Los separadores son hojas fabricadas de un material que
es microporoso, estas laminas evitarán que se produzcan cortocircuitos
entre las diferentes placas. (Duncan, 2010).
-
8
d) Electrolito: El electrolito usado en las baterías es nada más que una
solución química a base de ácido sulfúrico y agua destilada que actúa como
conductor de corriente. (Duncan, 2010)
e) Caja y tapa: La caja y la tapa son estructuras que han sido fabricadas en
un material conocido como polipropileno (plástico), que servirá para proteger
y guardar a todos los componentes de la batería, este material nos permite
resistir temperaturas extremas de calor y frio y además resiste el ataque del
ácido sulfúrico. (Duncan, 2010).
2.1.2 ALTERNADOR
Un alternador es un componente que permite transformar la energía
mecánica en energía eléctrica, este elemento genera una corriente de tipo
alterna mediante el principio de inducción electromagnética. La función de
éste es la de abastecer de energía a todos los consumidores que existen
dentro del vehículo, como lo son el sistema de iluminación, el sistema de
encendido, la radio, la calefacción entre otros. Además de ser el encargado
de mantener siempre a la batería cargada. (Schwoch, 1980)
El alternador está constituido por dos partes principalmente, el
primero es el inductor o rotor, es el elemento encargado de crear el campo
magnético , y el segundo es el inducido o estator que no es otra cosa más
que el conductor que es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo
magnético. Además consta de un regulador de voltaje que va a mantener la
tensión constante, aproximadamente en 12v. (Schwoch, 1980)
La energía generada por el alternador va a estar controlada por el
regulador, esta energía es enviada hacia la batería donde va a quedar
almacenada, y también es dirigida hacia los distintos consumidores del
vehículo. (Duncan, 2010)
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Inducido
-
9
2.1.2.1 PARTES DEL ALTERNADOR
A continuación se puede apreciar el esquema de todos los elementos
que conforman el alternador, entre ellos están: estator, rotor, tapa delantera,
ventilador, diodos zener y el anillo colector, observar la figura 3 que se
muestra a continuación.
Figura 3. Partes de un alternador (Robert Bosch Ltda., 2008)
Inductor: También conocido como rotor, es el elemento giratorio del
alternador, que recibe la fuerza mecánica de rotación” (Cano, 2012).
Inducido: Más conocido como estator, en este elemento se
encuentran distribuidos una serie de pares de polos alternadamente, es
decir un positivo y un negativo, en este caso, se encuentran formados por un
bobinado en alrededor de un núcleo de material magnético de característica
blanda.
Cuando el inductor empieza a rotar hace que su campo magnético,
se haga variable en el tiempo, y el paso de este campo por los polos del
inducido genera en él una corriente alterna que se recoge en los terminales
de la máquina, como se muestra a en la figura 4. (Cano, 2012).
-
10
El alternador es el elemento mas importante dentro del sistema de
carga del vehiculo, ya que este va a ser en encargado de enviar la carga a la
bateria y permitir poner en marcha al vehículo.
Figura 4. Elementos del alternador (Cano, 2012)
Puente rectificador de diodos: Este puente rectificador es muy
importante en el funcionamiento del alternador puesto que, la corriente que
genera este elemento no es la adecuada para la batería ni para los
consumidores del vehículo puesto que esta es una corriente alterna. En la
figura 5 se puede apreciar el despiece de este puente de diodos.
Figura 5. Despiece de un puente rectificador
(Meganeboy, 2014)
http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File:Alternador.svg&page=1
-
11
Ventilador: Los componentes del alternador experimentan un
considerable aumento de la temperatura, el rango máximo admisible es de
80 a 100ºC, según el tipo de alternador. La forma de refrigeración más
utilizada es la que recoge el aire de su entorno y la hace pasar por el interior
del alternador por medio de ventiladores de giro radial en uno o ambos
sentidos. (Meganeboy, 2014)
Carcasa: Es el elemento que contiene y protege todas las partes que
conforman el alternador, consta solamente de una pieza entera, esta es la
que servirá para sujetar el alternador al motor.
Regulador de voltaje: La función del regulador de tensión es
mantener constante la tensión del alternador y con ella la del sistema
eléctrico del vehículo, en todo el margen de revoluciones del motor de éste e
independientemente de la carga y de la velocidad de giro. (Meganeboy,
2014).
2.1.2.2 FUNCIONAMIENTO DEL ALTERNADOR
La corriente que es generada por un alternador aumenta hasta un
pico y posteriormente cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y
sube otra vez a cero varias veces por segundo. Este tipo de corriente es
conocida como corriente alterna.
Si aumentamos el número de bobinas dentro de la armadura de un
alternador, se puede obtener mayor número de fases, pero en la práctica de
la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna
trifásica, es decir, con tres bobinas, con el alternador trifásico, que es la
máquina dinamo eléctrica que se emplea normalmente para generar
potencia eléctrica. (Hellamex, 2014)
-
12
En la figura 6 se puede ver el comportamiento de la corriente en un
osciloscopio, y la forma que va a tener la onda de la corriente alterna.
Figura 6. Onda de corriente alterna (Hellamex, 2014)
En la figura 7 que se observa a continuación, se aprecia cómo cambia
la onda de la corriente alterna una vez que pasa por el regulador de corriente
o puente de diodos.
Figura 7. Onda de corriente alterna corregida (Hellamex, 2014)
-
13
2.2. SISTEMA DE ARRANQUE
Este sistema es el encargado de proporcionar los primeros giros al motor
de combustión interna, mediante la activación de un motor eléctrico que dará
movimiento al volante de inercia. Dicho motor proporcionara una gran fuerza de
tracción pero no está hecho para funcionar constantemente, por eso se
recomienda dar arranques máximos de 7 segundos.
2.2.1 MOTOR DE ARRANQUE
El motor de arranque es el encargado de proporcionar al motor del
automóvil los primeros giros para que posteriormente pueda seguir girando por
sí solo, este motor está alimentado por la batería para ser accionado cuando el
auto está apagado. Esto quiere decir que para que el motor de combustión
interna ciclo Otto se ponga en marcha.
El motor de arranque consta de dos elementos diferenciados:
El motor propiamente dicho.
Relé de arranque: tiene dos funciones, como un relé normal, es decir
para conectar y desconectar un circuito eléctrico. También tiene la misión de
desplazar el piñón de arranque para que éste engrane con el volante de inercia
y así transmitir el movimiento del motor de arranque al motor ciclo Otto.
En la figura 8 se presentan los elementos del motor de arranque.
-
14
Figura 8. Elementos de un motor de arranque (Schwoch, 1980)
2.2.1.1 FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE ARRANQUE
Los motores de arranque modernos tienen un sistema de electroimán
que funciona en corriente continua con un solenoide (parecido a un relé).
Cuando se aplica la corriente de la batería al solenoide, generalmente
mediante un conmutador de llave, el solenoide produce un efecto palanca
sobre el piñón de arrastre del motor de arranque, y el piñón se acopla a la
corona del motor de arranque en el volante de inercia. El solenoide conecta
los contactos que ponen en marcha el motor de arranque. (MARTIN, 2002)
Cuando el motor arranca y cuando se suelta la llave, un muelle
relacionado con el solenoide saca el piñón lejos de la corona, y el motor de
arranque se detiene. El piñón del motor de arranque queda embragado
sobre su eje impulsor gracias a un embrague de rueda libre que permite al
piñón transmitir el arrastre en una sola dirección. (MARTIN, 2002)
-
15
2.3. SISTEMA DE IGNICIÓN
El sistema de ignición tiene como propósito encender la mezcla
aire/combustible que ingresa en la cámara de combustión para que se
cumpla con el ciclo de explosión y que en la cámara se logre tener alta
compresión y producir el movimiento del cigüeñal.
El sistema de ignición o de encendido consta de algunos elementos,
como son el distribuidor, una bobina de encendido, cables de alta tensión y
bujías. En la actualidad existen sistemas muy modernos en los que se han
eliminado elementos como distribuidor y se han mejorado otros como las
bobinas, en los primeros sistemas creados se usaba una bobina para todos
los cilindros, hoy en día existen sistemas más modernos como el sistema
DIS y el COP que incorporan una bobina para cada dos cilindros o bobinas
independientes, respectivamente. (Elmer´s car, 2013)
En esta tesis se trabajó con el sistema más sencillo, que es el
encendido convencional, ya que este fue el primer sistema creado y va a
permitir a los estudiantes entender las bases del funcionamiento de este
sistema. Este tipo de encendido es el mas didáctico ya que permite ver el
funcionamiento de cada una de las partes que lo conforman, haciendo este
banco simulador muy didáctico. Este tipo de encendido consta de un
distribuidor, una bobina de encendido, cables de alta tensión y un juego de
bujías. De igual forma se explica brevemente a continuación el
funcionamiento y partes de los sistemas que actualmente se utilizan.
(Meganeboy, 2014)
2.3.1 SISTEMA DE ENCENDIDO CONVENCIONAL
El sistema de encendido tiene como objetivo principal, encender la
mezcla Aire-Gasolina dentro de la cámara de combustión y mantener las
revoluciones por minuto, en cualquier condición de carga del motor.
-
16
En este banco simulador, se hablará mayormente del sistema de
encendido convencional para un motor de 4 tiempos ciclo Otto. Comúnmente
este sistema trabaja con una tensión de 8000 y 15000 voltios para que se
produzca una buena chispa en las bujías.
La tensión depende de varios factores, como son:
Buen estado de la bobina.
Cables de bujías sin fisuras y en buen estado.
Bujías en buen estado y con la distancia adecuada entre
electrodos.
Que el tiempo del motor sea el correcto.
Distancia adecuada entre la salida de alta tensión del rotor y los
terminales de la tapa del distribuidor
La parte fundamental de este sistema es conocer cómo se genera la
alta tensión para que se produzca la chispa en la bujía. La batería suministra
12 V, que no es una tensión suficiente para que se produzca el salto de
chispa, este aumento se logra mediante la bobina de encendido que no es
más que un transformador que recibe baja tensión de la batería y la
transforma en alta tensión. A continuación la figura 9 muestra un sistema de
encendido convencional.
Figura 9. Sistema de encendido convencional (Robert Bosch Ltda, 2008)
-
17
2.3.1.1 DISTRIBUIDOR
El distribuidor es el elemento más complejo y que cumple mayor
cantidad de funciones dentro del funcionamiento del sistema de encendido.
Este elemento tiene la función de repartir la descarga de la alta tensión de
encendido entre las diferentes bujías, siguiendo el orden de encendido
establecido para cada motor y en el instante preciso.
Las funciones que cumple son las siguientes:
La primera función es abrir y cerrar el circuito que alimenta el circuito
primario de la bobina por medio del ruptor.
Distribuye la corriente que genera la bobina y la envía a cada una de
las bujías a través del rotor, de la tapa del distribuidor y finalmente de
los cables de bujías.
Permite dar un avance o un retraso al punto de encendido, en función
a las revoluciones por minuto y de la carga del motor, esto se
consigue mediante el sistema de avance centrífugo y el sistema de
avance por vacío respectivamente.
El movimiento de rotación del eje del distribuidor es transmitido a
través del árbol de levas del motor (Celis, 2014).
Partes del distribuidor
a) Tapa del distribuidor:
La bobina es la encargada de generar la alta tensión, una vez que
ésta envía la corriente llega al contacto central de la tapa del distribuidor y
desde ahí se distribuye a cada conector que corresponde a un cilindro según
el orden de encendido del vehículo. La tapa del distribuidor tiene un número
-
18
de conectores igual al número de cilindros que tiene el motor. (Robert Bosch
Ltda, 2008) (NGK Spark Plug Europe GmbH, 2015)
Otra función de la tapa del distribuidor es ser soporte de los cables de
bujías, en el contacto de entrada de alta tensión se encuentra un carboncillo
y un muelle, cuya función es mantener un contacto flexible con el rotor. Las
superficies de la tapa del distribuidor están impregnadas de un barniz
especial que hace que la humedad se condense y que el polvo y la
suciedad se adhieran, evitando de esta forma las derivaciones de corriente
eléctrica. (Robert Bosch Ltda, 2008)
En la figura 10 se pueden apreciar las partes que conforman la tapa
del distribuidor.
Figura 10. Tapa del distribuidor Automotriz (2014)
b) Rotor:
La función que el rotor cumple es transmitir la corriente de alta tensión
e la parte central de la tapa del distribuidor hacia el conector de cada uno de
los cilindros.
En su estructura cuenta con una lámina metálica que va desde el
centro del rotor hasta su extremo. Esta lámina recibe en el centro la
descarga que viene desde la bobina y cuando el rotor gira tiene contacto con
-
19
los contactos que van a cada cilindro y estos a su vez envían la descarga
hacia las bujías para generar la chispa. (Robert Bosch Ltda, 2008)
A continuación en la figura 11 se ve claramente el rotor.
Figura 11. Rotor
(Robert Bosch Ltda, 2008)
c) Ruptores o platinos:
Los ruptores no son más que interruptores que se abren y cierran
constantemente de manera alternada mediante una leva que es accionada
por el eje del distribuidor para permitir el paso de la alta tensión.
En la figura 12 se pueden observar los contactos del ruptor, abiertos y
cerrados.
Figura 12. Ruptor (Celis, 2014)
En la anterior imagen se puede observar, en la parte izquierda, que
cuando los platinos permanecen cerrados se tiene el salto de chispa, es
decir, que cuando los platinos están juntos se permite el paso de la corriente
-
20
hacia las bujías, mientras que en la parte derecha del gráfico, se aprecia que
la leva accionada por el eje del distribuidor separa a los platinos evitando
que se produzca la chispa y por ende no llegaría corriente a la bujía, todo
esto depende el orden de encendido que se maneje y la velocidad con que
la leva separe los platinos depende directamente a la velocidad con la que
gire el cigueñal. (Celis, 2014)
d) Condensador
El condensador es el encargado de reducir el arco eléctrico que se
produce entre los contactos del ruptor en el momento q la leva los acciona y
los separa. Si no se contara con un condensador en el distribuidor, el arco
eléctrico ocasionaría el rápido desgaste de estos contactos.
En la figura 13 se puede apreciar una imagen del condensador.
Figura 13. Condensador (Robert Bosch Ltda, 2008)
2.3.1.2 BOBINA DE ENCENDIDO
La bobina tiene como finalidad generar la alta tensión que será
enviada al distribuidor y luego a las bujías para que se realice el salto de
chispa dentro de los cilindros y pueda darse el proceso de explosión y
combustión. La bobina está compuesta de dos circuitos: un circuito primario
y un circuito secundario.
-
21
El circuito primario es un arrollamiento de aproximadamente 260
vueltas y el circuito secundario es un embobinado de aproximadamente
20000 vueltas de alambre más delgado.
A continuación en la figura 14 se aprecia un esquema de la bobina de
encendido.
Figura 14. Sección de una bobina de encendido (Motorpasion, 2013)
Cuando se acciona la llave de encendido, a la bobina le llega corriente
positiva, 12 voltios; pero para que ésta funcione, necesita también la señal
negativa; esta señal le llega a través del trabajo que realiza el distribuidor.
Cuando la bobina está conectada, la corriente fluye a través del
arrollamiento primario, cuando esto sucede se forma un fuerte campo
magnético dentro del circuito, cuando se corta la conexión, un colapso del
campo magnético, induce una corriente de alto voltaje dentro del circuito
secundario.
La falta de señal negativa se produce por el funcionamiento de los
diferentes componentes que conforman el distribuidor, respondiendo al giro
de su eje principal, sincronizado con rotación del árbol de levas. El alto
-
22
voltaje sale por la torreta de la bobina de alta tensión, dirigiéndose a través
de un cable hacia el distribuidor, el mismo que se vale del rotor para
distribuirla entre todas las bujías.
Para que la bobina funcione de manera correcta, necesita de ciertos
factores que se van a detallar a continuación:
Necesita una tensión de 12 Voltios que es proporcionada por la
batería. Esta tensión se la conoce como circuito primario.
Es necesario un Dispositivo Interruptor o también conocido como
Módulo de Encendido o, en sistemas más modernos, la Computadora
de la Inyección Electrónica, que interrumpe el circuito a tierra de la
Bobina.
Este módulo necesita de un dispositivo disparador. Este dispositivo
disparador (Sensor de la Posición del Cigüeñal) le da a saber al
módulo o a la computadora el momento preciso para disparar la
bobina.
2.3.1.3 CABLES DE ALTA TENSIÓN
Los cables de bujías, están diseñados para poder conducir a través
ellos el alta tensión que es producida por la bobina, este voltaje varía entre
8.000 a 12.000 voltios. Dentro del campo se puede encontrar diferentes
clases de cables dependiendo de la marca del vehículo, por grosor, por
tamaño, por tonalidad, por diseño, pero todos tienen la misma función, que
es la de transmitir la corriente que va desde la bobina, pasa por el
distribuidor hasta llegar a la bujía para producir la chispa de ignición. Los
cables de alta tensión están compuestos de una fibra entretejida que está
impregnada en su totalidad de grafito, cubierta de aislante y por ultimo están
recubiertas por fibra trenzada de vidrio y algodón, algunos cables tienen un
forro de cloro sulfuro de polietileno (HYPALON) sobre la trenza y los cables
de bujías soportan altas temperaturas, y cuentan con un forro de silicón, en
los extremos de los cables tienen una parte metálica cubierta por un
-
23
capuchón aislante, esto para evitar se formen arcos voltaicos al final de cada
cable. Los cables de bujías deben ser cambiados cada 3 años o cada 40.000
km lo que suceda primero. (NGK Spark Plug Europe GmbH, 2015).
La siguiente figura 15 muestra el diseño de los cables de alta tensión.
Figura 15. Cables de alta tensión (NGK Spark Plug Europe GmbH, 2015)
Los cables de bujías son los encargados de transportar la corriente
que envía la bobina hacia las bujías, estos tienen dos características
fundamentales:
1.) Aislamiento.- Conducir la alta tensión producida por la bobina hacia las
bujías de encendido, sin permitir que haya fugas de corriente
garantizando de esta manera que ocurra una combustión sin fallas.
2.) Supresión de interferencias.- Los cables de bujías también poseen la
característica de eliminar interferencias electromagnéticas producidas
por la alta tensión. Estas interferencias pueden perjudicar al
funcionamiento de los componentes electrónicos del vehículo.
(Sabelotodo.org, 2011)
-
24
2.3.1.4 BUJÍAS
La bujía es la encargada de producir el encendido de la mezcla aire-
combustible en todos los cilindros, el buen estado de las bujías son
esenciales para que exista un buen proceso de combustión dentro del
motor ciclo Otto. La calidad del proceso de combustión influye de gran
manera en muchos aspectos dentro del funcionamiento del automóvil y así
también repercute en el medio ambiente, como la suavidad de marcha, el
rendimiento, la eficiencia del motor y las emisiones contaminantes.
A continuación en la figura 16 la imagen de una bujía.
Figura 16. Bujía (Robert Bosch Ltda, 2008)
La bujía cumple algunas funciones dentro del motor:
Produce la inflamación de la mezcla aire-combustible.
Disipa el calor generado dentro de la cámara de combustión hacia el
sistema de refrigeración del motor.
Mantiene la presión en el cilindro: a pesar de las distintas condiciones de
funcionamiento, la bujía no debe permitir que los gases del interior de la
cámara se escapen hacia el exterior.
Resistencia a las altas temperaturas que se producen en el motor,
esfuerzos mecánicos y eléctricos: el material aislante no debe
deteriorarse por ningún motivo, siempre debe mantener sus propiedades
de aislamiento eléctrico sin partirse por las exigencias mecánicas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Otto
-
25
Trabajo en temperaturas variables: para asegurar a la bujía un
funcionamiento correcto, la temperatura de la misma debe oscilar entre
500 y 600 °C. La forma de la bujía y, más concretamente, la longitud del
aislante central cerámico, darán la capacidad de transmisión de calor a la
culata, lo cual determinará la temperatura estable de funcionamiento.
En el mercado existe gran variedad de bujías con diferente número de
electrodos, tamaños, materiales, entre otros. La bujía carece de partes
móviles y está compuesta por un electrodo central separado del cuerpo de la
bujía gracias a un aislante cerámico. Conectado al cuerpo de la bujía se
encuentra otro electrodo que mantiene una pequeña distancia con el
electrodo central, es ahí donde se produce la chispa. La parte inferior de la
bujía está hecha de metal roscado para permitir su fácil fijación a la culata.
(NGK Spark Plug Europe GmbH, 2015).
Existen algunos tipos de bujías en el mercado, según su tamaño y tipo
de funcionamiento:
Bujía Fría: Esta clase de bujía conduce de manera muy rápida y
eficaz el calor, por tal motivo se mantiene en una baja temperatura
Bujía caliente: Al contrario de las anteriormente indicadas, éstas no
son buenas conductoras del calor por lo que van a trabajar a altas
temperaturas.
2.3.2. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO
CONVENCIONAL
Como se había mencionado con anterioridad, éste es el más sencillo
de los sistemas de encendido por bobina. Es capaz de generar 20.000
chispas por minuto, es decir, alimentar un motor de cuatro tiempos a 10.000
rpm; aunque para motores de 6-12 cilindros da más problemas ya que no
alcanza a abastecerlos a todos de corriente por el gran número de cilindros
que tienen estos motores.
-
26
El funcionamiento de este sistema empieza una vez que se gira la
llave del switch, al circuito primario le llegan 12 voltios que son enviados
desde la batería, el circuito primario está formado por el bobinado primario
de la bobina de encendido y los contactos del ruptor que cierran el circuito a
masa. Con los contactos del ruptor cerrados, la corriente eléctrica fluye a
masa a través del arrollamiento primario de la bobina. De esta forma se crea
un campo magnético en el que se acumula la energía de encendido. Cuando
se abren los contactos del ruptor la corriente de carga se acumula dentro del
condensador que está conectado en paralelo con los contactos del ruptor. El
condensador se cargará absorbiendo una parte de la corriente eléctrica
hasta que los contactos del ruptor estén lo suficientemente separados
evitando que salte un arco eléctrico que haría perder parte de la tensión que
se acumulaba en el arrollamiento primario de la bobina. La colocación del
condensador hace que la tensión generada en el circuito primario de un
sistema de encendido pueda alcanzar momentáneamente algunos
centenares de voltios. (Celis, 2014).
En la figura 17 se visualiza el funcionamiento del sistema de encendido
convencional.
Figura 17. Elementos del sistema de encendido convencional
(Robert Bosch Ltda, 2008)
-
27
La relación que existe entre el número de vueltas del primer bobinado
y el segundo es de 100 a 1, se pueden llegar a obtener tensiones de entre
10000 y 15000 Voltios en los electrodos de las bujías.
Una vez que se tiene la alta tensión en el secundario de la bobina,
ésta es enviada al distribuidor a través del cable de alta tensión que une la
bobina y el distribuidor. La alta tensión alcanzada en el distribuidor pasa al
rotor que gira en su interior y que distribuye la alta tensión a cada una de las
bujías. La figura 18 corresponde al esquema eléctrico del sistema de
encendido convencional.
Figura 18. Esquema eléctrico del sistema de encendido convencional (Celis, 2014)
2.4. OTROS SISTEMAS DE ENCENDIDO
Con el pasar de los años, la tecnología automotriz ha ido
evolucionando a pasos agigantados, innovando y mejorando los sistemas
antiguos de encendido, hoy en día se manejan bobinas independientes para
cada cilindro, haciendo de esta manera mucho más eficiente al sistema de
encendido, aumentando la potencia del vehículo y proporcionando una mejor
combustión dentro de la cámara. A continuación se explican dos de los
sistemas más modernos de encendido.
-
28
2.4.1 SISTEMA DE ENCENDIDO DIS
Las siglas de este sistema significan Direct Ignition System, que
quiere decir Sistema de Ignición o Encendido Directo, esto nos indica que
no va a existir un distribuidor dentro de los elementos que lo conforman.
Utilizar este sistema tiene varias ventajas en comparación a los sistemas
más antiguos:
Permite tener un gran control sobre la generación de la chispa ya que
hay más tiempo para que la bobina genere el suficiente campo
magnético para hacer saltar la chispa que inflame la mezcla. Por lo
tanto, va a mejorar el encendido de la mezcla dentro de los cilindros
cuando el motor se encuentre trabajando en altas revoluciones.
Se puede controlar de mejor manera el momento del encendido, por
este motivo se podrá modificar el tiempo de encendido según se
necesite, ya sea atrasándolo o adelantándolo.
Este sistema se puede encontrar comúnmente en vehículos Chevrolet
Corsa, que cuentan con un sistema de encendido DIS, una bobina con dos
salidas, es decir una bobina alimentara a dos cilindros, tal y como se aprecia
en la figura 19.
Figura 19. Esquema de un sistema de encendido DIS (BOSCH, 2008)
-
29
2.4.2. SISTEMA DE ENCENDIDO COP
Este es uno de los sistemas de encendido más avanzados, sus siglas
en inglés COP, significan Coil On Plug, que quiere decir bobina sobre bujía.
Este tipo de bobinas son muy diferentes a las que se tendrá en el sistema
convencional y en el DIS, ya que éstas no tienen cables de alta tensión, y
están ubicadas justo arriba de cada bujía, con lo que no existe tanta
resistencia a la alta tensión y se mejora de manera significativa la eficiencia
de quemado de la mezcla aire combustible.
2.5. SISTEMA DE ILUMINACIÓN DEL VEHÍCULO
La iluminación en el automóvil es un sistema clave en muchos
sentidos, puesto que, gracias a las iluminarias se podrá apreciar el camino
por dónde se está transitando cuando existen condiciones de baja visibilidad
y los demás conductores pueden ver el auto, por ello puede considerarse un
sistema de seguridad activa.
El sistema de luces es muy importante dentro del vehículo, puesto
que éste permite tener una mejor visibilidad a la hora de conducir en
condiciones de poca luz, conocer sus partes y su funcionamiento servirá de
mucho para poder diagnosticar cualquier fallo que suceda en este sistema.
“Está compuesto, por: luces delanteras, faroles principales, direccionales,
halógenos (opcionales), luego en la parte de atrás, las luces rojas que son
para indicar el alto, amarillas las direccionales y la luz de reversa que es la
blanca” (Vega, 2006).
El sistema de iluminación de un vehículo de motor consiste en el grupo
de dispositivos lumínicos montados o instalados en el frontal, laterales o
trasera de un vehículo. Su propósito es proveer de iluminación a su
conductor para poder hacer funcionar el automóvil con seguridad en
-
30
condiciones de baja visibilidad, aumentando la claridad del vehículo y
ofreciendo, a los demás usuarios de la vía, información sobre la presencia,
posición, tamaño o dirección del vehículo y sobre las intenciones del
conductor en cuanto a dirección y velocidad (Vega, 2006).
En la figura 20 se puede visualizar claramente el circuito de iluminación
de un automóvil.
Figura 20. Circuito de iluminación del automóvil (SABELOTODO.ORG, 2011)
Los diferentes tipos de luces van a ser accionados a través de
mandos específicos, que pueden variar dependiendo la marca y diseño de
cada vehículo, pero por lo general se encuentran ubicadas en las palancas
que van junto al volante.
Existen varios tipos de lámparas que se puede encontrar dentro del
sistema de luces de automóvil, se clasifican en tres tipos:
Luces de gran potencia que nos permiten alumbrar el camino,
estas son, luces de altas y luces medias o de cruce.
-
31
Luces de mediana potencia que nos permiten ver el auto,
comprenden a las luces guías, direccionales y de freno.
Luces de baja potencia para señalizaciones que son las luces
de salón y luces de tablero.
LUCES DE GRAN POTENCIA
En todos los automóviles se puede encontrar dos tipos de esta clase
de lámparas, las luces altas y las luces medias o de cruce. Es muy
importante que estas estén siempre debidamente alineadas para que no
afecten a los conductores que viene en sentido contrario. Las luces altas son
las que nos permitirán tener el máximo alcance de visibilidad del camino,
mientras que las luces medias permitirán tener una visibilidad menor pero
estas no encandelillan a los otros carros.
A continuación en la figura 21 se puede observar una foto donde se ve
claramente el propósito de las luces altas, que es alumbrar de mejor manera
el camino, permitiendo al conductor tener un mayor rango de visibilidad del
camino que va a recorrer.
Figura 21. Luz alta
-
32
En la figura 22 se puede observar una visualización de luces medias o de
cruce del vehículo.
Figura 22. Luz media o de cruce
LUCES DE MEDIANA POTENCIA y BAJA POTENCIA
Las luces de mediana potencia son aquellas que permiten visualizar el
auto en la noche para ayudar a dimensionarlo, ya que viene en sentido
contrario, véase la figura 26. Mientras que las luces de baja potencia son
aquellas que se tienen dentro del vehículo. como la luz de salón o las luces
de tablero como se muestra en la figura 23.
A continuación la imagen de las luces del tablero de un automóvil
Figura 23. Luz baja potencia
-
33
En la siguiente figura 24 se puede preciar las luces de mediana potencia
encendidas.
Figura 24. Luz mediana potencia
Existen varios tipos de bulbos pero los dos tipos más usados en los
vehículos en la actualidad son los bulbos incandescentes, que son los que
han venido reemplazando al bulbo estándar, ya que estos nuevos focos nos
permiten tener una mejor iluminación y alcance.
En la figura 25 se puede identificar esta clase de bulbo incandescente.
Figura 25. Bulbo incandescente
En los últimos años han ido ingresando con mucha fuerza al mercado
automotriz, las luces de xenón, estas luces cuentan con un bulbo que
produce un arco eléctrico en su interior y a su vez está relleno con gas
-
34
xenón, que hace que estos bulbos tengan un mayor alcance y mejor
intensidad luminosa. Estos focos tienen la ventaja de que consumen menor
electricidad para producir la misma iluminación que los bulbos normales,
pero su gran desventaja es el elevado costo ya que para que estos focos
funcionen deben tener un elevador de voltaje o más conocido como balastro
y su manipulación y mantenimiento es más complicado.
Estas luces han generado mucha controversia dentro del campo
vehicular ya que el vehículo que las posee tiene una mejor visibilidad de la
carretera pero el auto que viene en sentido contrario sufre un
encandelillamiento que perjudica en el manejo. Ver la figura 26, que nos
muestra como es un bulbo de luces de xenón.
Figura 26: Bulbo incandescente de xenón
A continuación se detallan algunas de las luces que son usadas con
mayor frecuencia y las cuales se debe saber usarlas:
Luces altas: Son utilizadas en ocasiones mediante ráfagas para dar
una señal de aviso para determinadas maniobras, por ejemplo, un
adelantamiento. Con ráfagas de corta duración, avisa al conductor
que nos precede que se va a iniciar una maniobra de adelantamiento.
(Motorpasion, 2012)
-
35
Luces de freno: son auto aquellas luces que dan aviso a los otros
conductores que van detrás que se está frenando y que se el
vehículo esta por detenerse. Es un sistema de seguridad activa en sí
mismo. (Motorpasion, 2012)
Luces intermitentes: son un conjunto de luces informativas y es por
eso se debe utilizar siempre que se vaya a realizar un giro, para que
los conductores que están cerca o detrás de nosotros sepan qué
maniobra vamos a hacer, y cómo actuar en consecuencia.
(Motorpasion, 2012)
Luces de emergencia: estas luces sirven para señalizar una situación
de emergencia, circulación densa o algún tipo de avería que impida al
vehículo circular con normalidad. (Motorpasion, 2012)
Luz de retro: El objetivo de esta luz es advertir que el vehículo está
dando reversa. Por lo general el color de esta luz de retro debe ser de
color blanco. Esta solamente se enciende cuando la palanca de
cambios está en posición retro. (Motorpasion, 2012)
Luz antiniebla trasera: Por lo general esta luz no es parte en todos los
vehículos, pero los pocos que la tienen, es una luz antiniebla trasera;
no es más que una luz de posición trasera roja pero más fuerte que
las de freno y guías, y se incluye en el centro o lateral del conductor
cuando sólo hay un foco. (Motorpasion, 2012)
-
36
3. METODOLOGÍA
La metodología es lo muy importante dentro de la construcción de este banco
simulador ya que mediante los diferentes métodos se logra recopilar
información para llegar al diseño final y también nos ayudó a comprender todos
los sistemas que conforman este banco simulador.
Los métodos que se usaron en esta tesis son: investigación de campo y
método bibliográfico
3.1 INVESTIGACION DE CAMPO
Para la construcción de este banco de pruebas y conexión de todos los
sistemas que lo conforman se realizaron varias mediciones y se observó de
manera directa el funcionamiento de todos los sistemas, que vamos a colocar
en la tesis, dentro de un vehículo que se encuentra operativo. Con este
método pudimos comprobar los diferentes valores que se manejan dentro del
vehículo como pueden ser voltaje, intensidad, resistencia y potencia.
De esta manera se pudo comprobar que el banco de pruebas trabaja con
valores reales que se producen dentro de un vehículo que se encuentra en
funcionamiento
3.2. METODO BIBLIOGRÁFICO
Con este método obtuvimos toda la información requerida para el ensamblaje y
conexión de todos los sistemas que conforman el banco de pruebas, la
información fue obtenida de diferentes fuentes actuales, oficiales y veraces.
Todos los datos obtenidos de las diferentes fuentes sirvieron de gran ayuda
para corroborar el buen funcionamiento del banco de pruebas y que se esta
trabajando dentro de los rangos definidos en manuales.
-
37
Las fuentes primarias son las que presentaban la información completa sin
abreviar ni omitir nada, las utilizadas para esta tesis fueron:
Libros
Manuales de mecánica
Fotografías de la práctica
Las fuentes secundarias son aquellas que se obtuvieron de experiencias y de
la deducción, las utilizadas fueron:
Información de internet
Información de varias tesis
3.3. DISEÑO DEL BANCO SIMULADOR
El banco simulador ha sido construido en base a las diferentes condiciones
mínimas que este debe tener para un correcto funcionamiento, tomando en
cuenta peso, dimensión de elementos, entre otros
3.4. PLAN DE TRABAJO DE CONSTRUCCIÓN
Para la construcción de este banco de pruebas se procedió con un cronograma
determinado, el mismo se detalla a continuación:
3.5. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA
Diseño y dimensionamiento del banco de pruebas en programa de
computadora.
-
38
Selección de tubos y tol a ser usados.
Cortado del tubo cuadrado.
Cortado del tol.
Armado y soldado de la estructura.
Corte y soldado de los soportes.
Corte de tablero según las dimensiones aprobadas en el diseño
previo.
3.6. MONTAJE DE ELEMENTOS MECÁNICOS
Elección del tamaño de poleas para motor eléctrico, alternador y
distribuidor.
Posicionamiento de polea en el motor eléctrico.
Posicionamiento de polea en el alternador.
Elaboración de la base del alternador.
Elaboración del soporte del distribuidor.
3.7. MONTAJE DEL SISTEMA DE LUCES
Elección de los faros a usar en el banco de pruebas
Perforación en el tablero de acuerdo a la forma y profundidad de los
faros y elementos a ser usados.
Colocación y sujeción del tablero de vehículo en el banco de pruebas.
3.8. MONTAJE DE ELEMENTOS RESTANTES
Posicionamiento y sujeción de la bobina de encendido.
Posicionamiento y sujeción de la batería automotriz
Posicionamiento y sujeción del motor de arranque
-
39
3.9. ELABORACIÓN DEL PANEL DE CONTROL
Perforación en el tablero y colocación de switch de encendido, y
demás interruptores que van a permitir el funcionamiento de los
diferentes sistemas
3.10. INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE LOS SISTEMAS
Conexión del sistema de luces
Conexión del sistema de arranque
Conexión del sistema de carga
Conexión del sistema de ignición
Conexión del tablero de vehículo
Conexión del pito
3.11. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO
Pruebas del sistema de luces
Pruebas del sistema de arranque
Pruebas del sistema de carga
Pruebas del sistema de ignición
Pruebas del tablero de vehículo
Pruebas del pito
-
40
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA
El diseño de este banco de pruebas fue realizado con el propósito de
entregar una herramienta didáctica a los profesores al momento de impartir
sus clases, es decir, una ayuda para el mejor entendimiento de los
estudiantes en la asimilación de los diferentes sistemas que aquí se
exponen.
Para la elaboración de esta estructura se tomó en cuenta el peso y
dimensiones de los diferentes elementos que van a conformarla, para que
este banco sea seguro y tenga una larga vida útil. Antes de la elaboración y
posteriores trabajos en la construcción del banco, se realizó un diseño
computarizado y dimensionado. Las figuras 27, 28 y 29 muestran los
pasos seguidos en la elaboración del banco.
Figura 27. Diseño del banco de pruebas vista frontal y lateral
-
41
Para la construcción de este banco se eligió tubo cuadrado para dar
forma al esqueleto o pilares que van a sostener esta maqueta, estos tubos
nos ayudaran a dar firmeza, robustez y nos permitirán dar la forma de
pizarra a nuestro banco simulador. Se escoge esta forma ya que para el
docente será mucho más fácil la explicación de cada uno de los
componentes si se tiene a todos expuestos de manera horizontal. Además
se soldaron garruchas en las patas de la estructura para su fácil transporte.
El contorno del banco simulador está hecho con láminas de tol que nos
permitirán cercar a manera de pizarra el banco como se aprecia en la figura
28.
Figura 28. Diseño del banco de pruebas vista superior
Se eligió como base un tablero de madera de 1,5 cm de espesor, ya
que siendo de de este material nos permitirá trabajar de manera más fácil y
optima, permitiéndonos dar forma a los orificios que se debe realizar en
dicho tablero para empotrar todos los elementos que van a componer los
diferentes sistemas expuestos en el banco simulador. La estructura está
pintada con una capa de pintura anticorrosiva de color azul, que va a
proteger al banco de no sufrir oxidación ni daños por corrosión alargando de
esta manera su vida útil, ver figura 29.
-
42
Figura 29. Perspectiva del banco de pruebas
A continuación se muestra la tabla 1 donde se enumeran todos los
materiales que se necesarios para llevar a cabo la primera etapa del “Diseño
y Construcción de la estructura”.
Tabla 1. Materiales y herramientas para diseño y construcción del banco de
pruebas
-
43
Tabla 1. Materiales y herramientas para diseño y construcción del banco de
pruebas (continuación)
4.2. CORTE DE ESTRUCTURA METÁLICA
Para la construcción de la estructura de este banco de pruebas, se
utilizó, en su mayoría, tol para hacer el contorno de la pizarra. Además, al
tubo cuadrado se le realizaron algunos cortes para hacer las patas de
soporte. Todas estas actividades se realizaron con las medidas previamente
vistas en el diseño del banco simulador.
Las patas iran ancladas a cada costado de la estructura, para soportar
el peso de todo el banco, en su base tiene diseño de triangulo que nos
permitirá de mejor manera soportar y distribuir el peso de la maqueta.
La figura 30 corresponde al material utilizado (Tol) para realizar la estructura
del banco de pruebas.
-
44
Figura 30. Estructura de tol
4.2.1. SUELDA
Luego de dar forma al tol y realizar el corte del tubo cuadrado, se
procediό a unir la estructura y construir las patas que van a soportar el
banco, esto se hizo mediante un proceso de soldadura. Previo al proceso de
soldadura se procediό con una correcta limpieza para evitar que existan
impurezas, polvo o restos de pintura que pudieran hacer que la soldadura no
fuera la idónea. Para este proceso se usó suelda MIG y se utilizaron
electrodos de junta (6011) y de relleno (6013) ya que éstos eran los idόneos
para realizar la suelda en material de poco grosor. En la siguiente figura 31
se observa la visualizaciόn de los soportes soldados y listos para su uso.
Figura 31: Soldadura en soportes
ESTRUCTURA DE TOL
-
45
Después de realizar las uniones con la suelda, se pulen los puntos de
suelda para dar un mejor terminado a la estructura. Por último, luego de
soldada la estructura y las patas de soporte, se procede a fijar con soldadura
dos pares de garruchas en la parte inferior para fácil movimiento y transporte
del banco simulador.
Al finalizar el trabajo de soldadura, se da una capa de pintura
anticorrosiva color azul para evitar que el banco se oxide y se deteriore.
4.3. MONTAJE DE ELEMENTOS MECÁNICOS
Una vez que estuvo lista toda la estructura del banco simulador, se
montaron los elementos mecánicos motrices que son el alternador,
distribuidor y motor eléctrico. Se debe tomar en cuenta que estos tres
elementos deben ir correctamente alineados para que el motor eléctrico
pueda mover a estos dos elementos.
Debido a que el motor eléctrico va a mover al alternador y al
distribuidor mediante un sistema de poleas, se procedió a colocar una en el
mismo.
4.3.1. FIJACIÓN DE LA POLEA EN EL MOTOR ELÉCTRICO
Para que se realice el giro del distribuidor, éste reparta la chispa, y el
alternador pueda enviar carga a la batería, se necesita de un motor que
proporcione el giro, el motor elegido es un motor eléctrico de 0,75hp. Este
elemento trabaja con corriente de 110V/220V y puede girar a 3200 rpm. A
continuación en la tabla 2 se detallan herramientas y materiales que se
utilizaron para poder realizar esta operación.
-
46
Tabla 2. Materiales y herramienta fijación de polea
El vástago de este motor tiene un diámetro de 21mm mientras que el
orificio de la polea que se va a colocar tiene un diámetro de 17,5mm. El
siguiente procedimiento es agrandar el diámetro de la polea mediante la
utilización del torno; y se tendrá en cuenta el orificio para la chaveta.
4.3.2. FIJACIÓN DE POLEA EN DISTRIBUIDOR
Se utilizó un distribuidor de Fiat uno,que en su interior se puede
apreciar el funcionamiento mediante platinos, con una tapa plástica de
material aislante, con un condensador y una leva que permitirá el salto y
distribución de la chispa a cada uno de los cables de bujías.
En la figura 32 se puede apreciar el elemento que va a ser utilizado en
nuestro banco simulador.
PROCESO
MATERIAL
HERRAMIENTA
Fijación de polea al
motor eléctrico
Polea
Motor eléctrico
Torno
Punzón
Martillo
Equipos de
seguridad
Destornilladores
-
47
Figura 32. Distribuidor
4.3.3. FIJACIÓN Y BASES PARA EL ALTERNADOR
Un alternador que será el encargado de cargar la batería, mediante
una banda y poleas se conecta al motor previamente descrito para que éste
trabaje y genere corriente.
En la figura 33 se visualiza el alternador que va a ser utilizado para montarlo
en nuestro banco simulador.
Figura 33. Alternador
Debido al gran peso que tiene el alternador y que en el momento que
empieza a funcionar genera mucha fuerza, se construyó una base con una
platina de 1,5cm de grosor que permitirá que este elemento quede fijado al
-
48
tablero. Además de esto se colocara una placa para regular la altura del
alternador, esto nos servirá para templar la banda que va a transmitir el
movimiento del motor eléctrico al alternador,
En la figura 34 se aprecia el diseño de la base, alternador y templador de
banda que fue colocado.
Figura 34. Base alternador y templador
4.4. MONTAJE DEL SISTEMA DE LUCES
En esta etapa se realizará el montaje y fijación de todos los
elementos que conforman el sistema de luces como lo son: faros delanteros
luces altas y medias de una camioneta datsun, faros posteriores, luz de
placa, tablero de vehículo (en este caso se utilizo un tablero de una chevrolet
D-MAX). A continuación, en la tabla 3, se detallan los materiales y
herramientas utilizados:
Base metálica Templador
-
49
Tabla 3. Herramientas y materiales montaje de luces
PROCESO MATERIALES HERRAMIENTAS
Montaje del
sistema de
luces
Faros delanteros
Faros posteriores
Luces guías
Tablero de vehículo
Luz de placa
Caladora
Sierra de
caladora
Lijas
Taladro de mano
Brocas
Regla metálica
Escuadra
Lápiz
Punzón
Limas
Equipos de
seguridad:
guantes y gafas.
Lo primero que se hizo es colocar los faros delanteros, en este caso se
eligieron 4 faros universales, dos que se usará como luces alas y los otros
dos restantes serán luces de cruce. Se coloca una mascarilla de Datsun
1200, que nos ayudará al soporte de los faros y estéticamente al banco de
pruebas. A continuación se detallarán los pasos que se siguieron y como
quedó el trabajo:
Seleccionar los elementos adecuados para el tablero
Elegir la posición en la que irán ubicados los faros
Tomar las dimensiones de los faros
-
50
Rayar en el tablero en la posición elegida y con las dimensiones
tomadas
Con la caladora se procede a realizar el corte de la madera
Se revisa que el faro quede bien empotrado
Se lija el interior para quitar la rebaba
Se procede a fijar y asegurar los faros
A continuación, en la figura 35 se puede observar las luces delanteras
instaladas y ya cuadradas en el tablero.
Figura 35. Instalación de luces delanteras
El mismo proceso que se realizó con las luces delanteras, se vuelve a
repetir para la instalación de los faros posteriores, de las luces guías y
finalmente del tablero de vehículo, tal como se puede apreciar en la figura
36 que se detalla a continuación, donde ya se encuentra hecha la
distribución y lugares donde van a ir fijados cada uno de los elementos del
sistema de luces.
-
51
Figura 36. Instalación de luces posteriores y tablero
4.5. MONTAJE DEL TABLERO DE CONTROL
El montaje del tablero de control es sumamente importante ya que
éste va a ser el alma de todo el banco simulador. En él está el control de
todos los sistemas: sistema de arranque, sistema de luces, sistema de
ignición y sistema de carga.
Los elementos y herramientas utilizados se detallan a continuación en la
tabla 4.
Tabla 4. Herramientas y materiales para el Montaje panel de control
-
52
Tabla 4. Herramientas y materiales para el Montaje panel de control
(continuación)
Escoger donde va a ir ubicado el panel de control en el tablero, medir
el diámetro de los interruptores y según eso se escogerá la broca que se va
a usar para realizar las perforaciones. Si el interruptor o pulsador son
cuadrados se hará un orificio de menor diámetro y con las limas se
procederá a dar la forma.
Una vez que se realicen todas las perforaciones para los interruptores
y pulsadores se asegura con silicón y con la contra tuerca que tienen los
mismos elementos.
4.6. INSTALACIÓN Y CONEXIÓN DE SISTEMA ELÉCTRICO
Esta parte de la elaboración del banco de pruebas es la más compleja ya
que se procede a conectar y dejar funcionales los siguientes sistemas
detallados a continuación:
-
53
Sistema de carga
Sistema de arranque
Sistema de ignición
Sistema de luces
Funcionamiento del pito
Funcionamiento del tablero de vehículo.
En este punto el elemento más importante con el que vamos a trabajar es el
cableado, ya que deberá tener un grosor específico para poder transportar
toda la corriente necesaria y evitar pérdida de corriente o que el cable se
recaliente produciendo daños en el banco de prueba y los elementos que lo
conforman.
4.6.1. SISTEMA DE CARGA
Este sistema tiene la función de cargar la batería por medio del
funcionamiento del alternador y proveer de corriente a todos los
consumidores del vehículo cuando el motor se encuentra apagado.
Este sistema está formado por un alternador, un regulador de voltaje
que en este caso viene incorporado en el alternador y la batería de 12V. A
continuación se detalla cada elemento que se eligió para el banco de
pruebas
.
Batería
Se escogió una bateria marca Bosch S3, la que está constituida por
10 placas, trabaja con 12 voltios, su capacidad de reserva es de 72 minutos,
observar figura 37.
-
54
Figura 37: Batería electroquímica
Alternador
Un alternador de marca Mitsubishi que será el encargado de cargar la
batería, trabaja con 12 voltios, y de 50 a 70 amperios, como se muestra en la
figura 38.
Figura 38. Alternador
En el banco de pruebas este sistema está equipado con un voltímetro
y amperímetro que permitirá apreciar como varía el amperaje según el
incremento o disminución de las rpm que tenga el motor eléctrico. Con estos
elementos se pueden realizar prácticas de laboratorio que servirán de gran
ayuda para mostrar el proceso de recarga a los estudiantes.
A continuación se muestra un diagrama en la figura 39, de las
conexiones del sistema de carga, las cuales van a ser realizadas en el banco
de pruebas.
-
55
Figura 39. Diagrama eléctrico del sistema de carga (Automotriz, 2014)
A continuación se muestra en la figura 40 y en la figura 41, el
esquema eléctrico para el sistema de carga apagado y encendido,
respectivamente, este circuito fue simulado en Proteus 8.
Figura 40. Diagrama eléctrico del sistema de carga apagado
Este circuito está conformado por una fuente de 12 V, un swich de
encendido ON/OFF, un generador y un regulador de 12V que hace las veces
de un alternador, un tablero donde se presentaran las lluces testigo que nos
informan si el sistema esta encendido o apagado y un fusible que es el
elemento que protege al circuito.
-
56
Como se puede apreciar en esta imagen, el circuito de sistema de
carga se encuentra apagado ya que no se a accionado el swich de
encendido colocado al inicio del diagrama por lo tanto las luces del tablero
que representan los focos de contacto se encuentran apagados.
En la siguiente figura 41 vamos apreciar el circuito de carga
encendido y funcionando, cuando se pone en contacto el swich de
encendido pasa la corriente a través de él y llegando al generador y
regulador que en el vehículo es el alternador y de esta manera se encienden
los leds testigos que se encuentran en el tablero.
Figura 41. Diagrama eléctrico del sistema de carga encendido
Como se puede apreciar en la imagen anterior, se puede ver que el
circuito está trabajando, por lo tanto las luces testigo están encendidas,
estas luces serian las luz de freno, luz de testigo de aceite y luz de testigo de
batería que son los focos que se encienden cuando el vehículo se pone en
contacto.
FALLAS DEL SISTEMA DE CARGA
Durante la construcción de este banco de pruebas se pudieron ir analizando
y verificando algunas de las fallas más comunes que este sistema suele
presentar dentro del vehículo:
-
57
Fallas en la batería:
Batería en mal estado.
Bajo amperaje de la batería
Batería sin acido y voltaje inferior a las 12 v.
Batería con celdas rotas.
Para verificar todos estos puntos y descartar que el fallo del sistema sea
por culpa de este elemento, se procederá primeramente a realizar una
inspección visual de la batería, limpiar los bornes si es que estuviesen
sulfatados, revisar que los bornes estén bien conectados, si esta batería
contiene acido revisar el nivel, con un multímetro revisamos el voltaje que
tiene la misma.
En la figura 42 se puede apreciar el diagnóstico de una batería mediante
el uso de un multímetro.
Figura 42. Diagnostico de batería
Fallas en el alternador:
Carbones desgastados: El funcionamiento normal del alternador hace
que los carboncillos sufran un desgaste continuo y constante. Se puede
-
58
saber si los carboncillos si el voltaje va cada vez disminuyendo de manera
progresiva. La solución a este fallo es colocar carbones nuevos.
Rotor dañado: Cuando este elemento está dañado no existe voltaje
alguno, para verificar que este es el elemento dañado corroboramos el buen
funcionamiento de la bobina.
En la figura 43 que se muestra a continuación se puede observar el
desgaste que sufren las escobillas debido al funcionamiento constante del
alternador.
Figura 43. Diagnostico de carboncillos
Fallas en cableado y fusibles:
Fusibles quemados: Son elementos tan pequeños y básicos, pero
cuando uno de estos está quemado no permite el paso de corriente a todo el
sistema, antes de revisar los demás elementos es lo primero que se deberá
chequear para evitarnos trabajos largos e innecesarios.
Cableado roto: cuando el cableado se encuentra roto o sin el
recubrimiento aislante son una potencial fuente de pérdida de corriente por
lo que provocaría que la batería no cargue de manera correcta.
-
59
4.6.2. SISTEMA DE ARRANQUE
El sistema de arranque es el que va a dar el primer giro del motor de
combustión interna para que éste pueda encender. La finalidad de la
implementación de este sistema es que los estudiantes puedan identificar las
partes y el trabajo que hace el motor de arranque para transmitir este primer
giro. Mediante el amperímetro que se ha instalado en el banco de pruebas
se puede apreciar el consumo que tiene este elemento al momento de dar
arranque.
A continuación en la figura 44 se muestra el diagrama eléctrico de la
conexión para el sistema de arranque de un vehículo a gasolina.
Figura 44. Diagrama sistema de arranque (MARTIN, 2002)
A continuación se muestra en la figura 45, el esquema eléctrico para
el sistema de arranque que será instalado en este banco de pruebas. Este
circuito fue simulado en Proteus 8.
-
60
Figura 45. Diagrama sistema de arranque
En este circuito vamos a simular el funcionamiento del sistema de
arranque, el diagrama consta de un swich de contacto, un pulsador que
haría las veces de la llave dentro del vehículo, una fuente de 12 v un
solenoide que representa al bobinado que acciona el bendix y un motor que
al accionar el pulsador va a empezar a