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• Kiara Neyra Soto

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INTRODUCCIÓN La relación entre la batería, el sistema de arranque y el alternador componen un ciclo continuo de conversión de energía de una forma a otra. La energía mecánica que produce el motor del vehículo se transforma en energía eléctrica en el alternador, parte de la cual es almacenada en la batería en forma de energía química. La energía química de la batería luego se transforma nuevamente en corriente eléctrica la cual es usada para mover el motor de arranque el cual transforma la energía eléctrica nuevamente en energía mecánica. NOTA: No importa qué punto del círculo se considere el primero, lo importante es entender cómo se relacionan cada uno de los componentes del sistema y la función que cada uno cumple dentro del mismo.

OBJETIVO 

Reconocer los diferentes componentes eléctricos incorporados en el sistema de arranque y carga mencionados en la práctica de laboratorio.

SISTEMA DE ARRANQUE Y CARGA. CONCEPTOS BÁSICOS 1. SISTEMA DE ARRANQUE Los motores de combustión interna de gasolina o diésel, necesitan para poder ser puestos en marcha de una fuerza externa proporcionada por un motor eléctrico alimentado de la batería del propio vehículo. La velocidad y potencia necesaria para la puesta en marcha de un motor de combustión, está en función de la velocidad angular y que el motor sea de gasolina o diésel. a. GASOLINERO   

Necesita una energía inferior a la del diésel. La velocidad de giro del cigüeñal debe ser de 60 a 100 rpm. A la mezcla de aire y combustible le ayuda el sistema de encendido.

b. DIESEL   

Necesita una energía superior a la del motor gasolinero. La velocidad de giro del cigüeñal debe estar entre 100 y 150 rpm. El régimen de giro está impuesto por la temperatura de combustión de la mezcla provocada en parte por la comprensión del aire.

Además de la velocidad angular de giro es necesario determinar la potencia que debe desarrollar el motor de arranque en base a la resistencia mecánica al movimiento que tenga el motor del vehículo. La potencia superior que necesitan los motores diésel respecto a los motores de gasolina para su puesta en marcha es debido sobre todo a la mayor cilindrada y al elevado factor de comprensión. La resistencia al movimiento depende de la comprensión de los cilindros, de la cilindrada, de los rozamientos, de la inercia, la temperatura, etc. Determinada la potencia del motor de arranque debemos asegurarnos de que la batería pueda proporcionarnos la intensidad suficiente. En resumen un motor diésel necesita un motor de arranque que proporciona una mayor velocidad angular y una potencia superior a la que necesita un motor de gasolina de similares prestaciones.

ARRANCADOR El motor de arranque es un motor eléctrico que tiene la función de mover el motor térmico del vehículo hasta que éste se pone en marcha por sus propios medios (explosiones en las cámaras de combustión o en el interior de los cilindros).

El motor de arranque consta de dos elementos diferenciados: 

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El motor propiamente dicho que es un motor eléctrico. Inicia la marcha de del motor térmico. Es en un mecanismo de impulsión, marco, armadura, escobillas y ensambles de campo. Relé de arranque: tiene dos funciones, como un relé normal, cortan y cierran el circuito entre la batería y el motor. El solenoide desplaza también el piñón de ataque de la marcha engranando con el volante de modo que el motor pueda arrancarse.

OTROS ELEMENTOS Piñón de Bendix. Conecta el motor de arranque al engranaje del anillo del volante Chapa de Contacto. Conecta la corriente de la batería al solenoide o relé

Esquema básico del sistema de arranque

La llave de contacto da la orden de arranque poniendo bajo tensión el relé de arranque.

2. SISTEMA DE CARGA

El sistema eléctrico del vehículo se alimenta de la batería, elemento que proporciona energía cuando el motor de combustión está parado permitiendo así su puesta en marcha y el funcionamiento de todos los accesorios del vehículo. El dimensionado de la batería estará en función del consumo del sistema eléctrico que tenga que alimentar, siendo necesario restablecer esta energía una vez que el motor ya esté en marcha. Para recargar la batería obligada por los mayores requerimientos de potencia se hace necesario un eficiente sistema de carga dentro del vehículo a fin de evitar cargar la batería fuera de éste. FINALIDAD El sistema de carga es el encargado de reintegrar automáticamente la cantidad de energía eléctrica que proporciona la batería tanto para el contenido del motor como para los demás circuitos que consumen corriente. GENERADORES Es una máquina que transforma la energía mecánica en electricidad, generalmente por inducción electromagnética; la energía eléctrica en el sistema de carga se manipula adecuadamente para su consumo directo o almacenaje en una batería o acumulador.

DINAMO. Dispositivo mecánico – eléctrico accionado por el eje principal del motor a

través de la polea del cigüeñal y de la faja. Tiene la finalidad de producir energía eléctrica por acción magnética alterna y por la disposición del conmutador-colector, la transforma en corriente continua para cargar a la batería y contribuir a la alimentación de los demás circuitos eléctricos del automóvil. Produce corriente continua por inducción magnética, se utiliza en automóviles antiguos. En la actualidad ha sido reemplazado por los siguientes motivos:  

Al incrementar el número de componentes eléctricos no satisface los requerimientos de corriente. Para satisfacer la carga requerida por la batería el dínamo tiene que girar como mínimo a 600 rpm.

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Las escobillas están expuestos a continuos desgastes por la rotación y fricción con el colector. En el dínamo el relevador de corte representa una falla constante.

ALTERNADOR. Produce corriente alterna por inducción electromagnética, gira un campo magnético producido por el rotor a través de los embobinados del estator para producir electricidad. CARACTERISTICAS 

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La corriente alterna que se produce es rectificado por un conjunto de diodos positivos y negativos que proporcionan la corriente directa deseada y no están expuestos a desgastes. Los diodos aíslan al alternador la retroalimentación de la batería, en el caso que el voltaje del alternador esté por debajo del voltaje de la batería. Puede generar hasta una tercera parte de su salida cuando el motor está funcionando en su marcha mínima o ralenti. Son más ligeros que los dínamos de la misma capacidad.

REGULADOR

El circuito que rodea el alternador se denomina circuito de carga. El regulador de tensión sirve para que la tensión que proporciona el alternador se mantenga siempre constante aprox. 12 V. La energía eléctrica proporcionada por el alternador está controlada por el regulador de tensión, esta energía es enviada hacia la batería, donde queda almacenada, y a los circuitos eléctricos que proporcionan energía eléctrica a los distintos consumidores (encendido, luces, radio, cierre centralizado etc.).

Circuito de carga

TIPOS DE REGULADOR Protege el circuito de carga del voltaje que entrega el alternador 

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Electromecánico. Controla y regula para evitar sobre-cargas que dañen la batería y quemen el SISTEMA DE CARGA. También se denomina caja de controles, su finalidad es regular la cantidad de corriente, el voltaje de carga y abrir el circuito de carga cuando la batería tiene su máxima carga. Electrónico. Es una unidad de estado sólido sin partes movibles y sujeto sólo a reemplazo. El regulador gobierna el voltaje del sistema eléctrico limitando el voltaje de salida generado por el alternador, lo cual se logra al controlar el valor de la corriente de campo que permite que pase de los devanados de campo. Posee varios transistores, diodos, resistores y un condensador

Tan luego la batería se carga totalmente, la corriente que sigue produciendo el generador del sistema de carga, empezará alimentar a los demás circuitos que consumen corriente por cuanto el relay ha interrumpido el paso de energía eléctrica a la batería y empieza a derivarla a los otros circuitos.

LA BATERÍA

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La batería en el Sistema de Arranque. Es el elemento que suministra de energía eléctrica al motor de arranque y solenoide a fin de hacer girar al volante hasta que el motor se autoalimente mediante la explosión del combustible. La batería en el Sistema de Carga. Es el elemento que acumula la energía eléctrica que el generador produce, lo almacena químicamente.

Todas las baterías tienen dos polos de corriente: negativo (-) y positivo (+).Estos dos polos no pueden juntarse, o conectarse directamente porque, la batería puede explotar; el polo negativo (-) (Tierra - ground) esta conectado directamente a la carrocería; o sea, a todo lo que sea metal en el vehículo Por esta razón el polo positivo (+) es conducido por todo el vehículo a través de conductores totalmente aislados o insolados. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE ARRANQUE

ESQUEMAS DEL SISTEMA DE CARGA Y ARRANQUE

EL MOTOR Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR

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CULATA DEL MOTOR

Con el nombre de culata se conoce a la parte superior del motor. Sirve, entre otras cosas, de cierre a los cilindros por su parte superior. En ella van alojadas, las válvulas de admisión y escape, las bujías (en los OTTO), el árbol de levas y los conductos de admisión de aire y gasolina y de escape. Es la encargada de soportar las explosiones originadas en la cámara de combustión. Está unida firmemente al bloque por tornillos. Entre ambas piezas se coloca una “junta de culata” garantizando así un sellaje entre el bloque y la culata hermético.

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EL BLOQUE DEL MOTOR

Es la estructura básica del motor y parte más grande del motor. contiene los

cilindros donde los pistones suben y bajan, conductos por donde pasa el liquido refrigerante y otros conductos independientes por donde circula el lubricante. Generalmente el bloque esta construido en aleaciones de acero o aluminio. Más adelante veremos como son los 4 tiempos de los pistones que van en el interior de cilindro. La junta de culata: se utiliza para sellar la unión entre la culata y el bloque. Posee varias perforaciones por las cuales pasan los pistones, los espárragos de sujeción, y los conductos tanto de lubricación como los de refrigeración. 

CARTER DEL MOTOR

Es la parte donde se deposita el aceite para lubricar todas las partes del motor. Normalmente esto lo hace de dos formas: 1. Golpeando el propio cigüeñal en su giro sobre el aceite, lubricando en forma de salpicadura. 2. Mediante la bomba de aceite. Esta bomba coge el aceite del carter y lo envía a las zonas a refrigerar a través de los conductos en un ciclo cerrado. 

EL FILTRO DE ACEITE

El filtro de aceite recoge cualquier impureza que pueda contener el aceite.

LOS 4 TIEMPOS DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN El movimiento de los pistones por el interior del cilindro se divide en 4 tiempos diferentes y cada uno de ellos con una misión.

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PRIMER TIEMPO ADMISIÓN: entra la mezcla de gasolina y aire. Baja el pistón. SEGUNDO TIEMPO COMPRESIÓN-IGNICIÓN: se comprime la mezcla al subir el pistón. Explota por la chispa de una bujía (los de gasolina) o por comprimirlo mucho (diésel).

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TERCER TIEMPO EXPANSIÓN: la explosión hace bajar fuertemente el pistón, produciendo trabajo. CUARTO TIEMPO ESCAPE: al subir el pistón por inercia manda los gases de la explosión al exterior (por el tubo de escape).

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El pistón sube y baja por los cilindros y se trata de un émbolo que se ajusta al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos. Los pistones se colocan en el interior del cilindro. A través de la articulación de biela y cigüeñal, su movimiento alternativo se transforma en rotativo en EL CIGUEÑAL.

BIBLIOGRAFÍA  

Temas y definiciones tomadas en práctica realizada por el ING. SANTIAGO SALAS. Maquinaria agrícola. Preparado por: FRANCISCO JAVIER ORTIZ ARÉVALO. Ingeniero agrónomo. 2009.

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http://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/MOTOR%20DE %20COMBUSTION.htm.

UNIVERIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE AGRONOMIA ESCUELA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA CURSO

: CIRCUITOS

TEMA

: PRÁCTICA DE LABORATORIO. DEFINICIONES BÁSICAS DEL SISTEMA DE ARRANQUE Y CARGA.

ALUMNO : NEYRA SOTO KIARA PROFESOR

: ING. SANTIAGO SALAS

PIURA, 5 DE JUNIO 2017