Alternador y Bateria

© Scania CV AB, Sweden, 2002-09:1

Industrial & Marine Engines

Nº de pieza1 588 829

16:06-01
1ª edición es
Alternador y batería

Descripción del funcionamiento

Descripción del trabajo

1008

12

2

Índice

Índice

Descripción del funcionamiento Información general ................................................. 3Regulación de la carga ............................................. 3Ciclos........................................................................ 4Sulfatado................................................................... 4Alternador................................................................. 5Testigo de carga ....................................................... 5Conexiones ............................................................... 6Rotor......................................................................... 7Diodos ...................................................................... 8

Descripción del trabajo Alternador................................................................. 9Indicaciones especiales............................................. 9Cálculo de la capacidad del alternador................... 10Frecuencia .............................................................. 12Comprobación de carga del alternador................... 13Longitud de las escobillas ...................................... 15Rotor....................................................................... 15Estator..................................................................... 16Diodos .................................................................... 17Batería .................................................................... 18Sustitución y limpieza ............................................ 18Estado de carga....................................................... 19Nivel de líquido ...................................................... 19Carga de baterías .................................................... 20Arranque de emergencia......................................... 22Calentador de baterías ............................................ 23

Localización de averías ................................................................................ 24

Accionamiento de accesorios ................................................................................ 26

Especificaciones ................................................................................ 27

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Batería, regulación de la carga

Descripción del funcionamiento

Información generalAlgunos motores o grupos tienen un nivel considerable de equipos accesorios que consumen bastante corriente.

Es esencial que en estos casos se adapte la capacidad del alternador al consumo real. Si la capacidad del alternador es demasiado baja, se reduce la vida útil de la batería y se pueden producir posibles dificultades de arranque.

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Regulación de la cargaEl alternador debe ser capaz de satisfacer las demandas de corriente y suministrar una carga adicional de por lo menos 10 A. En principio, la finalidad de las baterías es la de arrancar el motor.

Si la regulación de la carga es incorrecta los picos de consumo son satisfechos por las baterías. Lo que provoca la reducción de la vida útil de la batería y posibles dificultades de arranque.

Principalmente son dos las circunstancias que son perjudiciales para las baterías, el sulfatado y los ciclos de carga y descarga.

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4

Ciclos, sulfatado

CiclosCada vez que se descarga una batería, se reduce la vida útil de la misma aunque se cargue seguidamente. Una batería, dependiendo de su diseño, puede resistir entre 100 y 200 ciclos de descarga y carga importantes.

Si esta descarga y carga se produce frecuentemente, el plomo que cubre las placas de la batería se suelta, reduciendo la capacidad de la batería, y en el peor de los casos, cortocircuitando los vasos.

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SulfatadoSi no se recarga la batería completamente después de la descarga, se puede sulfatar.

Incluso las baterías que se dejen parcialmente cargadas durante un período de tiempo prolongado sin actividad pueden llegar a sulfatarse.

Cuando esto sucede, el metal utilizado para las placas positivas y negativas se transforma en sulfato de plomo reduciendo la densidad del ácido de la batería. Si la batería se deja en este estado durante algún tiempo, los cristales del sulfato de plomo se combinan, especialmente en la placa negativa.

Una batería en este estado se denomina batería sulfatada. Si se deja continuar este proceso durante bastante tiempo, no será posible comprobar el avance del sulfatado mediante la recarga. La batería comenzará a “gasificar”, lo que quiere decir que la corriente sólo reducirá el agua a hidrógeno y oxígeno. En este caso la capacidad de la batería está dañada permanentemente.

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Alternador, testigo de carga

AlternadorEl alternador tiene un estator de tres devanados y es trifásico. Los devanados del estator pueden estar conectados en estrella o en triángulo. La corriente alterna producida en el inducido trifásico al girar el rotor se debe rectificar para que se pueda cargar la batería. Esto se consigue mediante un puente de diodos.

El regulador de carga asegura que la tensión de salida del alternador sea la correcta. El conjunto está compuesto por un transistor y escobillas y no se puede ajustar.


Devanado del estator, conexión en triángulo, alternador de 90 A

Devanado del estator, conexión en estrella, alternador de 65 A

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22

F

F

F

2

1

3

F 2

F3

F1

0

0

1011

20

1

2

3F

F

F

1F

2F

3F

Testigo de cargaEl testigo de carga se debe apagar cuando arranca el motor. Si el testigo permanece encendido, quiere decir que el alternador no está cargando. A continuación el testigo es conectado a masa a DF- a través de la conexión D+ del alternador.

Remítase también a Alternador y batería, Descripción del trabajo

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6

Conexiones

Conexiones

W:Señal de régimen del motor, frecuencia.

Determinados sistemas del motor o grupo utilizan el alternador para leer el régimen del motor. La frecuencia depende del número de polos en el alternador.

Designación en el diagrama eléctrico: W

Nota: Esta señal no se utiliza en moto-res con GMS.

B+Motor de arranque y positivo de batería Alimenta a consumidores de corriente del motor y carga la batería.

Designación en el diagrama eléctrico: 30

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D+Testigo de carga. Apaga el testigo de carga suministrando una tensión inversa. Enciende el testigo conectándolo a masa y proporciona corriente de excitación al rotor al arrancar.


B-Masa. Tenga en cuenta que la conexión está aislada de la carcasa del alternador en motores o grupos con alternadores bipolares adaptados para ADR.


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1

1011

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Rotor

RotorEl rotor de un alternador está compuesto por dos piezas de metal en forma de garra, con polos norte y sur, que rodean un devanado de excitación. Este conjunto se encuentra fijado en un eje.

El devanado de excitación es alimentado por corriente directa de los diodos de excitación por medio de anillos colectores que magnetizan los polos norte y sur. Un alternador de 8 polos tiene 8 polos norte y 8 polos sur.

1011

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DF−

D+

El rotor tiene líneas de campo magnético que salen de los polos norte a los sur. Los anillos colectores son suministrados por D+ a DF- por escobillas de carbono.

Para evitar que la tensión del alternador supere aproximadamente 28 V cuando aumenta el régimen del motor, la corriente del campo magnético es regulada mediante un regulador de carga. Esta regulación se logra conectando a masa DF-

1011

38

La corriente de carga se genera en el devanado del estator cuando la corriente fluye por el rotor cuando éste gira.

La corriente alterna trifásica generada se debe rectificar para convertirla a corriente directa. Esto se realiza mediante diodos.

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8

DiodosLos diodos se utilizan para permitir que la corriente fluya en una determinada dirección e impedir que fluya en la dirección contraria.

Diodo Zener

El tipo especial de diodo Zener que se utiliza tiene el punto de disrupción a aproximadamente 54 V, que es cuando permite el paso a la corriente inversa.

Los diodos rectificadores son diodos Zener, lo que quiere decir que si el regulador se avería o se desconecta o suelta un cable de la batería con el motor en marcha, el alternador continuará dejando de cargar a 54 V.

De esta forma el alternador cuenta con un disipador de sobretensiones.

Diodos


1


Alternador

Indicaciones especiales

• Asegúrese de que la polaridad es la correcta al conectar las baterías. Los diodos del alternador se dañan si se invierte la polaridad.

• No desconecte nunca la batería ni el alternador con el motor en marcha.

• No es necesario desconectar ningún cable del alternador para poder soldar por arco. Fije la pinza de masa lo más cerca posible al punto de soldadura.

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Cálculo de la capacidad del alternador

Algunos motores o grupos tienen un nivel considerable de equipos accesorios que consumen bastante corriente.

Es esencial que en estos casos se adapte la capacidad del alternador al consumo real. Si la capacidad del alternador es demasiado baja, se reduce la vida útil de la batería y se pueden producir posibles dificultades de arranque.

El alternador debe ser capaz de suministrar una carga adicional de por lo menos 10 A. En principio, la finalidad de las baterías es la de arrancar el motor.

1 Sume los consumidores de corriente del motor o grupo que se pueden encender a la vez. Añada la carga adicional, por lo menos 10 A.

2 Determine el tipo de funcionamiento. Los servicios de períodos largos tienen menos paradas, y por lo tanto, la capacidad del alternador puede ser menor que en motores o grupos con muchas paradas. Averigüe la capacidad correspondiente del alternador en el diagrama en la derecha.

Por ejemplo:

Si va haber un consumo de 40 A, el alternador debe estar dimensionado par 50 A.

Capacidad del alternador


rriente del ernador de

90 A

A

42

58

69

76

80

83

86

58

89

90

91

92

93

94

94

94

95

95

96

96

• La corriente generada por el alternador depende del régimen del motor. En la tabla se muestra la corriente suministrada por el alternador a distintos regímenes de motor.

Corriente del alternador con desmultiplicación de 3,5:1

Motor Alternador: Corriente del alternador de

65 A

Coalt

rpm rpm

500 1.750 31

600 2.100 40

700 2.450 46

800 2.800 50

900 3.150 53

1.000 3.500 56

1.100 3.850 58

1.200 4.200 60

1.300 4.550 61

1.400 4.900 63

1.500 5.250 64

1.600 5.600 64

1.700 5.950 65

1.800 6.300 65

1.900 6.650 66

2.000 7.000 66

2.100 7.350 67

2.200 7.700 67

2.300 8.050 67

2.400 8.400 67

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Capacidad del alternador

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FrecuenciaLa frecuencia de salida F en la conexión W se calcula utilizando el régimen (rpm) del alternador y el número de polos. Tenga en cuenta que se debe utilizar el régimen del alternador y no el del motor.

El alternador de Valeo de 90 A tiene 8 polos.

El alternador de Bosch de 65 A tiene 6 polos

f =

no de polos x rpm

60

Por ejemplo:

La frecuencia de salida en W es 560 HZ en el caso del alternador de 8 polos a 4.200 rpm.

f =8 x 4200

= 560 Hz60

Frecuencia


1

Comprobación de carga del alternadorEl alternador no se debe tener en marcha con la batería desconectada. En caso contrario se pueden sobrecargar los rectificadores y resultar dañados.

Prueba de capacidad

1 Conecte un equipo de pruebas calibrado con resistencia de carga según se muestra en la figura.

2 Arranque el motor y déjelo en marcha durante un par de minutos antes de realizar la prueba.

3 Revolucione el motor a 1.715 rpm, 6.000 rpm para el alternador. Aplique corriente a la resistencia de carga.

El voltímetro debe indicar 28 V.

El alternador debe suministrar por lo menos 88 A en el caso del alternador de 90 A.

Para obtener una lectura más precisa se puede conectar un amperímetro digital de clip en el borne B+ del alternador.

6:06-1 © Scania C

1 Equipo de pruebas de alternador. Equipado con voltímetro y amperímetro más resistencia de carga.

2 Conexión hacia la resistencia de carga

3 Clip para lectura real

4 Conexión al voltímetro

5 Alternador

6 Motor de arranque

7 Batería

2

34

5

6

7

1

D+

W

B−

B+

V A

1011

21

V AB, Sweden,

Comprobación de carga del alternador

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Prueba de tensión

Para que las lecturas de esta comprobación sean las correctas es necesario que las baterías estén completamente cargadas.

1 Conecte el voltímetro y el amperímetro según se ilustra.

2 Arranque el motor y déjelo en marcha hasta que el alternador suministre 5 A a B+.

3 Revolucione el motor a 1.715 rpm, 6.000 rpm para el alternador.

La tensión a 20°C debe ser de 28,0 V +0,5 V.

14 © Scania CV A

1 Equipo de pruebas de alternador. Equipado con voltímetro y amperímetro más resistencia de carga.

2 Conexión hacia la resistencia de carga

3 Clip para lectura real

4 Conexión al voltímetro

5 Alternador

6 Motor de arranque

7 Batería

2

34

5

6

7

1

D+

W

B−

B+

V A

1011

21

Comprobación de carga del alternador

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1015

50

Longitud de las escobillasEl portaescobillas se encuentra fijado en el regulador de carga. Se debe comprobar la longitud de las escobillas y si presentan daños. Los extremos deben estar brillantes y redondeados de forma que se acoplen correctamente en los anillos colectores.

La longitud de las escobillas se mide entre el extremo de la escobilla y el portaescobillas.

La longitud correcta es >2,5 mm para 90 A.

Longitud correcta >7,5 mm para 65 A.

101

591

RotorAnillos colectores

Toda la superficie de los anillos colectores debe ser metálica y brillante. Si los anillos colectores no brillan es indicio de que no hacen buen contacto con las escobillas. Se puede acceder a los anillos colectores después de desmontar el regulador de carga.

Resistencia

Mida la resistencia del rotor con un ohmímetro entre los anillos colectores.

La resistencia correcta es 11,2 Ω para 90 A.

La resistencia correcta es 8,4 + 0,4 Ω para 65 A.

Al medir la tira entre los anillos captadores y el núcleo, el ohmímetro debe indicar resistencia infinita, o por lo menos 10 MΩ.

16:06-1 © Scania C
V AB, Sweden,
Longitud de las escobillas, rotor

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EstatorPara poder acceder al estator y medir la resistencia, es necesario desatornillar el alternador y soltar las conexiones soldadas del estator al puente de diodos. Proteja los diodos con unos alicates para disipar el calor.

La resistencia correcta entre fases es 0,085 Ω para 90 Α.

La resistencia correcta entre fases /fase y neutral es aproximadamente 0,3 Ω para 65 A.

Al medir la tira entre el devanado del rotor y el núcleo, el ohmímetro debe indicar resistencia infinita, por lo menos 10 MΩ.

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Conexiones del estator, alternador de 90 AF = Conductor de fase

Conexiones del estator, alternador de 65 AF = Conductor de fase0 = Conductor de neutral

F F F

1015

89

FF F0

1015

54

Estator

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DiodosIMPORTANTE Los diodos rectificadores son

diodos Zener que no se pueden sustituir por diodos de otro tipo.

Prueba de diodos

Compruebe los diodos con el alternador desmontado y utilice un multímetro para comprobar diodos. Los diodos se deben comprobar en ambas direcciones para comprobar que están en buen estado.

La caída de tensión entre los diodos debe encontrarse entre 0,50 y 0,70 V.

Diodos +, 1

Mida la caída de tensión entre B+ y F en cada uno de los puntos de conexión del estator con el puente de diodos.

Diodos -, 2

Mida la caída de tensión entre B- y F en cada uno de los puntos de conexión del estator con el puente de diodos.

Diodos de excitación, 3

Mida la caída de tensión entre D+ y F en cada uno de los puntos de conexión de la fase con el puente de diodos.


Puente de diodos de 90 A

Puente de diodos de 65 A

F F F

1 2

3

1015

53

W B+ D+ B−

1015

90

F F F

1 2

3

1015

53

W B+ D+ B−

1015

90

AB, Sweden,

Diodos

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Batería

Sustitución de la batería

No desconecte las baterías con el motor en marcha. El alternador y otros componentes eléctricos podrían resultar dañados.

Desconecte primeramente la conexión a masa, polo negativo. A continuación suelte las demás conexiones.

No confunda los terminales de la batería durante el montaje. El alternador u otros componentes eléctricos podrían resultar dañados.

LimpiezaLimpie las baterías, los cables y la caja de baterías. El óxido y la suciedad pueden producir caídas de tensión y en algunos casos la descarga de la batería.

Aplique vaselina en los polos.

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Batería

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Estado de carga

Compruebe la densidad del ácido mediante un densímetro. Remítase a la tabla para la densidad correcta para una batería completamente cargada.

Si la densidad es inferior a 1,24 a +20°C, la batería se debe recargar. Una batería descargada se congela a - 5°C.

Evite las cargas rápidas, remítase a la sección Carga rápida. La batería acabará dañada después de reiteradas cargas rápidas.

Nota: Si la densidad de las baterías no es la misma, se deben cargar por separado.

Temperatura de la batería

Densidad

+20°C 1,28

0°C 1,30

-20°C 1,31

Nivel de líquido

El nivel de líquido debe encontrarse en la parte superior del anillo de plástico blanco que se puede ver en la batería con el tapón desenroscado.

Reponga el nivel con agua destilada cuando haga falta.

Nota: No debe utilizarse ácido sulfúrico o “electrolito de complemento”.

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Estado de carga, nivel del líquido

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Carga de baterías

! ADVERTENCIA

Cuando se cargan baterías se forma un gas explosivo. Está prohibido fumar y no debe haber cerca ningún aparato que pueda provocar chispas.

La carga de los vasos aumenta según transcurre el tiempo de carga. El gas se comienza a producir cuando la tensión en cada vaso sea aproximadamente de 2,3-2,4V.

El tiempo de carga de cada batería dependerá de su capacidad y la corriente de carga.

Rellene con agua destilada si es necesario antes de comenzar a cargar la batería. En caso contrario, el agua se depositará en la parte superior de los vasos y puede dañar las batería en el caso de que se congele con temperaturas bajas.

Nota: El nivel de ácido de una batería completamente descargada puede subir durante la recarga. El ácido rebosará si la batería se llena completamente antes de la carga.

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Carga de baterías

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1

Carga lentaLa corriente de carga de la batería debe equivaler a un 10% de la capacidad de la batería. Por lo que una batería de 170 Ah debe cargarse como máximo a 17 A.

Las baterías que hayan estado descargadas durante bastante tiempo o se hayan sulfatado deben recargase con la mitad de su capacidad máxima.

Carga rápidaCarga rápida quiere decir que la batería se recarga con una corriente alta durante un período corto de tiempo.

IMPORTANTE Antes de cargar las baterías, se deben desconectar los bornes o el interruptor de baterías. De lo contrario, las unidades de mando podrían dañarse.

La carga se debe interrumpir en cuanto la batería empieza a gasificar.

Nota: Las cargas rápidas acortan la vida útil de la batería y sólo se deben utilizar en emergencias.

Al recargar baterías viejas, el plomo que cubre las placas de la batería se suelta, reduciendo la capacidad de la batería, y en el peor de los casos, cortocircuitando los vasos.

Las baterías sulfatadas no se deben cargar de forma rápida.

6:06-1 © Scania CV A
B, Sweden,
Carga de baterías

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2

++

−−

++

−− +

+

−

1

2

3

4

113

337

Arranque de emergenciaEl sistema eléctrico de ambos motores o grupos debe ser de 24 V. Si la tensión de la batería de emergencia es superior se pueden dañar las unidades de mando.

Nota: Aléjese de las baterías cuando esté utilizando los cables de emergencia. Se formar el mismo gas que puede explotar que al recargar baterías. Podría explotar una de las baterías, causando lesiones graves. Siga fielmente las instrucciones para asegurarse de que no se produzcan daños ni lesiones.

Utilice cables de emergencia gruesos (de al menos 25 mm2) con pinzas aisladas.

Proceda de la siguiente forma:

• Arranque el motor o el grupo que tiene la batería completamente cargada.

1 Conecte un extremo del cable de emergencia a “+” en la batería descargada.

2 Conecte el otro extremo a “+” en la batería cargada.

3 Conecte el cable de emergencia a "-" en la batería descargada.

4 Conecte el otro extremo al bastidor del motor o grupo que tiene la batería descargada guardando una pequeña separación con la batería. Es posible que se produzca una chispa al conectar este cable. Si se dañada la pintura protectora del bastidor se debe retocar inmediatamente.

5 Arranque el motor o el grupo que tiene la batería completamente descargada. Aléjese de las baterías.

6 Una vez que se haya arrancado el motor, suelte primero la pinza del bastidor y luego la pinza en el borne negativo de la batería cargada. A continuación retire el otro cable de emergencia.

2 © Scania CV A

Arranque de emergencia

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Calentador de bateríasLos motores que se utilizan en climas con temperaturas inferiores a 20°C deben equiparse con un calentador de baterías. El calentador de baterías mantiene la temperatura de la batería entre 10 y 15°C, lo que disminuye las dificultades de carga.

El calentador de baterías se enciende automáticamente cuando la temperatura se encuentre entre 0° y -8°C, pero sólo cuando el alternador está cargando.

Un aislamiento adecuado contribuye a mantener el calor en las baterías. Esto facilita el arranque. Una batería caliente tiene casi el doble de capacidad que una fría.

Ejemplo: En el siguiente ejemplo se muestra como la temperatura y el tiempo de funcionamiento influyen en la carga de la batería:

Un motor con baterías de 160 Ah es descargado con 80 Ah. En el diagrama se muestra de forma aproximada cuánto se recarga durante un período de 8 horas. Sin calentador de baterías, la batería es cargada con 40 Ah a -20°C. Con el calentador de baterías, la batería será cargada con el doble, 80 Ah en el mismo tiempo.


A +20°, 100% de la carga

B –20°, 100% cargada con calentador de baterías

C –20°, 75% cargada sin calentador de baterías

AB, Sweden,

Calentador de baterías

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OBABLE MEDIDA A TOMAR

o de la batería. Compruebe la densidad y si hay cortocircuito.

ea del alternador Realice una comprobación de carga del alternador.

el regulador, suministrada por ma demasiado

Realice una comprobación de carga del alternador.

el alternador, fase.

Sustituya el alternador.

e tensión o pción en el de B+.

Mida la caída de tensión entre B+ y batería +.

ea del alternador o está rota.

Compruebe la correa.

ito de D+ está do a masa.

Compruebe el circuito.

arranque.

ncia de transición l testigo o masa rnador.

Mida los circuitos y repárelos.

se al síntoma A2.

Localización de averías

SÍNTOMA CAUSA PR

A Dificultades de arranque

A1 El estado de carga indicado por el testigo es normal, con el motor apagado y con el motor en marcha.

1 Defect

2 La corrpatina.

3 Fallo dtensiónel sistebaja.

También funcionamiento irregular del cuentarrevoluciones.

4 Fallo dfallo de

No hay lectura en el amperímetro.

5 Caída dinterrucircuito

A2 El testigo de carga está siempre encendido, incluso con el motor en marcha.

1 La corrpatina

2 El circuconecta

B A la larga se producirán dificultades de

B1 El testigo de carga se enciende al arrancar el motor, pero sólo se enciende de forma atenuada con el motor en marcha.

1 Resistehacia edel alte

B2 Testigo encendido incluso con regímenes de motor altos.

1 Remíta



Después de la localización de averías o reparaciónLa unidad de mando del motor puede haber generado códigos de avería debido al fallo de corriente o durante la localización de averías. No olvide comprobar si hay códigos de avería y borrarlos.

SÍNTOMA CAUSA PROBABLE MEDIDA A TOMAR

B A la larga se producirán dificultades de arranque.

B3 El testigo de carga no se enciende al dar el contacto. (motor parado).

1 Interrupción en el circuito D+.

Compruebe el circuito, conecte el cable de D+ en el alternador a masa.

2 Escobillas desgastadas. Compruebe las escobillas y los anillos colectores.

3 Interrupción en el circuito del campo magnético.

Compruebe la resistencia del devanado del rotor.

4 Interrupción en el regulador, no se conecta a masa.

Compruebe el regulador.

B3.1 Caso especial: 5 El testigo se ha fundido. Compruebe y sustituya el testigo.

B4 Tensión demasiado alta al comprobarla.

1 Fallo del regulador. Realice una comprobación de carga del alternador.

Todos los vasos han hervido hasta secarse.

2 Resistencia de transición en el punto de masa del regulador hacia la carcasa del alternador.

Desmonte el regulador y mida.

3 Resistencia de transición entre B- y la carcasa del alternador.

Compruebe con un multímetro.

Algunos vasos de la batería han hervido hasta secarse.

4 Batería cortocircuitada. Compruebe las baterías.



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Accionamiento de accesorios

Las correas de accesorios son politrapezoidales. Un tensor automático garantiza que la correa tenga siempre la tensión adecuada. El tensor automático de la correa tiene una punta de media pulgada para sustituir la correa de accesorios.

Gire el tensor de la correa a derechas o izquierdas según el sentido de funcionamiento de la correa.

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Accionamiento de accesorios en motores de 16 litros con correas de accionamiento dobles.

Accionamiento de accesorios

, Sweden, 2002-09:1 16:06-1

A Bosch 90 A, Valeo

1-28V 20/65A A14VI19

.800 W 2.500 W

,5:1 3,5:1

8

rox. 8,4 ohmios 11,2 ohmios +/- 5%

,3 ohmios 0,085 ohmios+/- 0.001

5 mm >2,5 mm

26,8 mm >13,8 +/- 1 mm

5 Nm 65 Nm

12 V conectadas en serie

egativa

V

Especificaciones

Alternador 65

Denominación N

Potencia a 6.000 rpm 1

Desmultiplicación 3

Número de polos 6

Resistencia en el rotor ap

Resistencia en el estator, entre fases 0

Escobillas, longitud mínima >

Anillos colectores, diámetro mín. >

Par de apriete, polea de la correa 6

Baterías

Cantidad 2x

Conexión a masa N

Tensión del sistema 24


Especificaciones

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Alternador y Bateria

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