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MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRCTICAS

LABORATORIO Electricidad Automotriz I

CARRERA INGENIERA MECNICA AUTOMOTRIZ

SEDE Cuenca

MATERIA / CTEDRA

RELACIONADA ELECTRICIDAD AUTOMOTRIZ I

No. DE PRCTICA 1

NMERO DE

ESTUDIANTES 4

NOMBRE DOCENTE Ing. Fredy Tacuri

TIEMPO ESTIMADO 2 horas

1. DATOS DE LA PRCTICA

a. TEMA:

Comprobaciones del sistema de carga.

b. OBJETIVO GENERAL

Realizar las comprobaciones y mantenimiento del sistema de carga del vehculo.

c. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Comprobar la tensin y corriente de carga del alternador.

Comprobar la corriente de excitacin

Comprobacin de la tensin de rizado.

Determinar la corriente de fuga del alternador.

Desmontar el alternador del vehculo.

Realizar el despiece del alternador.

Desarrollar las comprobaciones elctricas y mecnicas de los elementos del alternador

Colocar el alternador en el vehculo.

Comprobar la tensin de la banda del alternador.

Comprobar la carga del alternador.

d. MARCO TERICO

El continuo incremento de aparatos elctricos instalados en un automvil con objeto de aumentar la seguridad y el confort, tales como: faros dobles y antiniebla, lunetas trmicas, motoventiladores,

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sistemas de aire acondicionado, etc., suponen un aumento importante del consumo de energa elctrica. De otra parte, debido a la situacin actual del trfico urbano, el motor del vehculo se ve obligado a girar a bajo rgimen , e incluso a ralent, durante largos periodos de tiempo siendo imprescindible satisfacer las necesidades de energa de los distintos consumidores, aun en estas condiciones adversas, en las cuales, es deseable que para cargar la batera suficiente (particularmente en invierno), el generador ceda potencia ya cuando el motor gira a ralent, cosa que no ocurre en las dinamos, las cuales comienzan a suministrar energa a un rgimen de giro relativamente alto. Por estas causas, entre otras, comenzaron a utilizarse los alternadores, que por sus caractersticas, ya en ralent son capaces de proporcionar corrientes del orden de los 15 A, lo cual representa una ventaja indudable sobre la dinamo. En las dinamos podra conseguirse iniciar la carga a un rgimen ms bajo, para lo cual bastara con disminuir el dimetro de su polea de arrastre, con lo que, para el mismo giro del motor, se habra aumentado el de la dinamo. Esto equivale a una notable ampliacin de la gama de velocidades dentro de la cual debe suministrar corriente, con lo que se llega a los lmites de posibilidad de aplicacin de las Dinamos, pues cuanto mayor es su rgimen de giro, tanto ms difcil es dominar la conmutacin, es decir, la conversin de la corriente alterna inducida, en corriente continua (en el colector), necesaria para cargar la batera.

De otra parte, el rgimen de giro de las dinamos esta tambin limitado por su propia construccin. Sobrepasado un cierto valor, de la fuerza centrfuga aplicada al inducido cuando gira, es suficiente para arrancar sus conductores activos de las soldaduras al colector y, asimismo, las delgas llegan a desprenderse.

La solucin del problema de obtener corriente continua sin colector la ofrecieron los diodos semiconductores, que, en sustitucin del colector efectan la rectificacin de la corriente alterna.

Por su construccin, en la que el inducido se mantiene fijo y el colector queda suprimido, el alternador puede girar a un mayor nmero de revoluciones que la dinamo, consiguindose una mayor potencia para el mismo peso y volumen. Esta posibilidad, unida a que el alternador inicia su carga a un rgimen inferior al de la dinamo, permite en la mayora de los casos alimentar a los aparatos elctricos que estn en funcionamiento y cargar el acumulador, girando el motor del vehculo a ralent. De esta manera, el acumulador queda prcticamente reducido a un elemento necesario para la puesta en marcha del motor de combustin encontrndose siempre cargado y dispuesto para realizar sus funciones.

En la Figura. 1 se representa de modo comparativo el suministro de corriente de una dinamo y un alternador de aproximadamente igual potencia mxima. Puede verse que el alternador comienza a suministrar corriente a un numero de revoluciones considerablemente menor, es decir, que la batera comienza ya a cargarse a un rgimen ms bajo.

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Figura.1 Curva de dinamo y alternador

e. MARCO PROCEDIMENTAL

Antes de desmontar el alternador del vehculo se deben realizar las siguientes pruebas y comprobaciones: Comprobar la tensin y corriente de carga del alternador Estando el alternador montado en vehculo, la comprobacin de su funcionamiento se realiza de manera similar al caso de las dinamos. Manteniendo las conexiones del circuito de carga, se conectaran un voltmetro y un ampermetro, tal como se muestra en la Fig. 2. Al cerrar el interruptor de encendido I, pasa la corriente de excitacin desde la batera, a travs del regulador, hasta la bobina del rotor, creando el campo magntico inductor. Una vez puesto en marcha el motor del vehculo y mantenindolo a ralent, la lectura del voltmetro debe ser superior a 14 V, teniendo desconectados todos los servicios y estando la batera en perfectas condiciones. El ampermetro debe acusar una carga de 3 a 6 A en estas mismas condiciones, dependiendo la misma del estado de carga de la batera. Subiendo lentamente la velocidad, del motor, se ver que la aguja del voltmetro permanece sensiblemente quieta (14,5 V aproximadamente), indicando que el regulador funciona correctamente. Si se observa que la lectura del voltmetro aumenta con la velocidad del alternador sobrepasando este valor, debe pararse el motor inmediatamente y verificar el regulador, que est trabajando defectuosamente. Con el motor girando a 3.000 r.p.m. aproximadamente, se irn conectando los distintos servicios (luces, limpiaparabrisas, luneta trmica, etc.). La lectura del ampermetro debe ir subiendo paulatinamente a medida que se conectan los servicios, llegando sin dificultad a los 15 A. el voltmetro nos dar una lectura superior a los 14V. Si se acusaran anomalas al realizar estas pruebas, deber desmontarse el alternador del vehculo para proceder al despiece del mismo y verificacin individual de sus componentes. No obstante, con anterioridad deber comprobarse que llega tensin al borne de excitacin del alternador, para lo cual se suelta el conector correspondiente (Fig. 3) y se comprueba con un voltmetro si llega tensin al borne de entrada al rotor. En caso negativo deber verificarse el circuito de carga, como ms adelante se detallara.

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Figura. 2 Conexiones del circuito de carga con un Figura. 3 Comprobacin de tensin al borne de excitacin voltmetro y un ampermetro.

Comprobar la corriente de excitacin Las escobillas gastadas limitan la corriente de excitacin, lo que provoca que la salida de corriente del alternador sea baja. Para realizar la comprobacin, colocar la pinza amperimtrica sobre el cable de excitacin (figura 4) y acelerar el motor hasta alcanzar 2.000 r.p.m.; el multmetro debe marcar entre 3 y 7 A.

Figura 4. Comprobacin de la corriente de campo.

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Comprobacin de la tensin de rizado.

Para medir el rizado de la corriente de salida del alternador, ajustaremos el multmetro para

medir corrientes alternas (AC), escala de voltaje. Conectaremos la punta roja de pruebas a la

salida del alternador B+ y la negra a una buena masa (figura 5). Las lecturas superiores a 0,5

V indican que los diodos estn en mal estado.

Figura 5. Comprobacin de la tensin de rizado

Comprobacin de la corriente de fuga del alternador.

Para comprobar la corriente de fuga de los diodos de potencia, se debe ajustar el multmetro

en la posicin amperios con el motor del vehculo parado y la batera desconectada. Intercalar

el multmetro entre el borne B+ y el terminal de conexin segn la figura 6. La corriente de

fuga debe ser como mximo de 2 mA, aunque normalmente es de 0,5 mA.

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Figura 6. Comprobacin de la corriente de fuga de alternador.

Desmontaje del alternador en el vehculo

Al igual que ocurre con las dinamos, el alternador va fijado al bloque motor en un montaje

basculante que permite el tensado de la correa de arrastre. En la figura 7 se muestra uno de

los sistemas de fijacin empleados, donde las flechas marcan los puntos de sujecin y

tensado.

Figura. 7 sistemas de fijacin

En algunos casos, la unin se realiza con interposicin de casquillos elsticos (silenblocs) que

absorben las vibraciones del motor de combustin, impidiendo que se transmitan al alternador.

El sistema de accionamiento comnmente empleado es el de correa trapezoidal y poleas,

como el representado en la figura 7. La correa tiene un coeficiente de alargamiento muy

pequeo, que evita operaciones de tensado sucesivas en funcin del kilometraje.

Procedimiento de Desmontaje

Desconecte el cable negativo (-) en la batera.

Desconecte el terminal B y el acoplador.

Desmonte el brazo del ajustador de la correa de mando y extraiga la correa.

Saque el perno y la tuerca de montaje y luego extraiga el conjunto del generador.

Para la reinstalacin, invierta el procedimiento anterior y haga que el tensado de la

correa de mando se ajuste a la especificacin.

Nota: La cubierta del generador podra permanecer en la mnsula de montaje cuando se

desmonte el generador.

Par de apriete N m Kg-m Lb-ft

Pernos y tuercas

de la mnsula

Pernos de adjuste.

18 - 28

1,8 2,8

13,0 20,0

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Precaucin: Al instalar una nueva correa de mando, ajuste de manera que el flexado sea de

5 7 mm (0,20 0,27 in).

Figura 8. Comprobacin de la tensin de la correa de mando

Desarmado del alternador

1) Sujete el eje utilizando una llave adecuada y saque primero la tuerca de la polea y

luego extraiga la polea.

Pernos de la cubierta

del generador

4 7

0,4 0,7

3,0 5,0

Tuerca exterior del terminal B

6 - 10

0,6 1,0

4,5 7,0

Deflexin de la correa de mando

bajo una presin de 10 kg

6 8 mm 0,24 0,31 in

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Precaucin: Para sujetar el eje, utilice la llave hexagonal. La caja duodecimal podr

causar el patinaje con los consecuentes daos en el eje o en la herramienta.

No intente retener la polea utilizando un tornillo de banco o una llave de tubo, pues

podra distorsionarse.

Figura 9. Remocin de la tuerca de la polea

2) Saque la tuerca del terminal B y el aislador.

3) Saque los 3 tornillos y extraiga la cubierta del extremo posterior

4) Quite los 2 tornillos, y luego extraiga el conjunto del portaescobilla.

5) Saque los 3 tornillos y luego extraiga el regulador de CI.

6) Saque los 4 tornillos, enderece los conductores de la bobina del estator y luego

extraiga el rectificador.

Figura 10. Desmontaje del rectificador

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7) Saque los pernos y las tuercas del marco del extremo trasero, y luego extraiga el

citado marco con el rotor, golpeando ligeramente el eje con un martillo de plstico.

Figura 11.- Remocin del marco del extremo trasero

8) Separe del rotor el marco del extremo trasero golpeando uniformemente el marco

con un martillo de plstico.

Precaucin: No golpee el eje en el lado del anillo colector, cuando separe el rotor y

el marco del extremo trasero.

9) Utilice un extractor de cojinetes para sacar el cojinete de la envuelta extrema.

Precaucin: Preste atencin para no distorsionar la paleta del ventilador de

enfriamiento al instalar el extractor.

Figura 12.- Remocin del cojinete trasero

10) Quite los 4 tornillos, la placa retenedora y luego extraiga el cojinete del

extremo de mando.

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Figura 13.- Remocin del cojinete delantero

11) De requerirse, saque los pernos prisioneros y luego extraiga el estator.

Nota: Para facilitar la remocin del estator, se podra calentar el batidor del extremo

de mando.

Comprobaciones

ROTOR Conexin a masa

Verifique el aislamiento entre los anillos colectores y el ncleo del rotor. Utilice un ohmmetro

para la inspeccin como se muestra en la figura 14.

Figura 14.- Comprobacin del aislamiento de la bobina

Circuito abierto

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Revise la continuidad y la resistencia de la bobina de campo aplicando las sondas del

ohmmetro a los anillos colectores. Si la resistencia no se ajusta a la especificacin, cambie

el rotor.

Resistencia de la bobina de campo

2,8 3,0

Figura 15.- Comprobacin de la continuidad de la bobina de campo

Ventilador

Compruebe que las paletas del ventilador estn todas en condiciones satisfactorias.

Cojinete

Revisa si gira suavemente con la mano.

Estator Conexin a masa

Utilizando un ohmmetro, compruebe que la bobina del estator est aislada del ncleo.

Circuito abierto

Revise la continuidad entre el punto neutro A y cada fase B.

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Figura 16.- Comprobacin de la bobina del estator

Cojinete del extremo de mando.

Antes de desmontarlo, revise si gira suavemente con la mano.

Rectificador

Utilizando un ohmmetro de rango k, revise la continuidad entre el terminal B y masa. Ponga

la sonda del probador en el terminal B y la otra sonda a masa, luego intercambie las dos

sondas. Deber haber continuidad en una sola direccin, y la otra deber ser infinita. De lo

contrario, sustituya el conjunto del rectificador.

Precaucin: No utilice un megmetro de 500V para la prueba del rectificador, pues se

daaran los diodos del rectificador.

Figura 17.- Comprobacin del rectificador

En diodos de ctodo base: Conectar la punta de pruebas negativa del multmetro en la placa

soporte y la punta de pruebas positiva a cada uno de los terminales aislados de los diodos,

nos tendr que mostrar el multmetro una medida de resistencia muy pequea o prxima a

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cero esto indica que el diodo conduce (deja pasar la corriente elctrica) en caso contrario si

da una resistencia alta o infinita indica que el diodo esta perforado.

Si se invierten las conexiones conectando la punta de pruebas positiva al soporte y la punta

negativa a cada uno de los terminales de los diodos aislados entonces el valor de resistencia

debe ser alto o infinito sino es as indica que el diodo est en cortocircuito.

Figura 18 Diodos de ctodo base

En diodos de nodo base: conectar la punta de pruebas del multmetro negativa al soporte

y la punta positiva a cada uno de los terminales aislados de los diodos. En esta situacin el

multmetro nos tendr que dar una resistencia muy alta o infinita (el diodo no deja pasar la

corriente), en caso contrario indica que el diodo esta cortocircuitado.

Si se invierten las conexiones punta positiva en la placa soporte y punta negativa en los

terminales aislados de los diodos. En esta situacin el multmetro tendr que dar una

resistencia muy pequea o prxima a cero (el diodo deja pasar la corriente) en caso contrario

indica que el diodo esta perforado.

Nota: Si despus de hacer las comprobaciones sabemos que un diodo esta perforado o

cortocircuitado, lo reemplazaremos por otro en caso de que se pueda desmontar, sino es as

cambiaremos la placa soporte entera.

Comprobacin de los diodos montados en el puente rectificador

Puente rectificador Hexadiodo:

Conectar la punta de pruebas positiva de multmetro al borne de conexin de masa del puente

y la punta negativa a los bornes de conexin de las bobinas del estator. En cada una de las

pruebas la resistencia medida debe ser prxima a cero en caso contrario indica que el diodo

esta perforado.

Conectar ahora para comprobar los otros tres diodos, la punta de pruebas positiva a cada una

de las conexiones de las bobinas del inducido y conectar la punta de pruebas negativa en el

borne positivo de salida de corriente. En cada una de las pruebas la resistencia medida debe

ser prxima a cero en caso contrario indica que el diodo esta perforado.

Realizar nuevamente las dos comprobaciones anteriores pero invirtiendo las puntas de

prueba, con lo cual en ambos casos el multmetro nos tendr que dar un valor de resistencia

muy alto o infinito sino es as indica que el diodo en cuestin esta cortocircuitado.

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Figura 19. Comprobacin del puente rectificador Hexadiodo

Nota: en caso de haber algn diodo cortocircuitado o perforado debe sustituirse el puente

completo.

Puente rectificador Nanodiodo:

En estos puentes, adems de efectuar las pruebas correspondientes a su equipo Hexadiodo

vistas anteriormente, deber comprobarse el conjunto de los diodos auxiliares.

Conectar la punta de pruebas positiva a las conexiones donde se conectan las bobinas del

estator y la punta de pruebas negativa a la salida comn de los diodos auxiliares. El multmetro

nos tendr que indicar una medida prxima a cero en caso contrario indica que el diodo esta

perforado.

Invertir las conexiones hechas anteriormente y comprobar que el multmetro indica una

resistencia muy alta o infinita, sino es as, indica que el diodo esta cortocircuitado.

Figura 20. Comprobacin de los diodos auxiliares de un puente rectificador Nanodiodo

Comprobacin del buen funcionamiento del alternador a travs de la luz testigo de

carga

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En la figura 21 tenemos el esquema de arranque y carga de un automvil. El alternador cuenta

con tres conexiones claramente diferenciadas; masa (B-), salida de carga (B+) y salida al

cuadro de instrumentos (D+). Estas nomenclaturas pueden cambiar dependiendo del

Alternador, pudindonos encontrar simplemente un + en el borne B+.

Cuando encendemos el contacto del vehculo el alternador, no suministra corriente elctrica

ya que el motor trmico todava no se mueve. Por este motivo se enciende la luz testigo de

carga del alternador, pero realmente: Que hace encender y apagar el testigo de la batera?

El testigo de la batera del cuadro tiene dos tomas de positivo, el que proviene del alternador

D+ y el que proviene del borne 15 de la llave de contacto (C), que lgicamente es tomado de

la batera. El alternador en su fase de reposo no suministra corriente elctrica como hemos

dicho, por lo que a travs del borne D+ solamente tomar masa la luz testigo de carga. Esto

es lo que hace que se encienda dicho testigo. Una vez que activamos el arranque, esa misma

corriente positiva del testigo hace de excitador al alternador para comenzar su proceso de

carga, por lo que a travs de D+ est suministrar corriente positiva al mismo nivel que la

recibida por el testigo desde el borne 15 del contacto, por lo que no existir diferencia de

tensin y por lo tanto la luz testigo de carga se apagar. Si en algn momento determinado,

el alternador no generase corriente por el motivo que fuera volvera a crearse una diferencia

de tensin entre el positivo que alimenta al testigo del cuadro de instrumentos y masa que

toma dicho testigo desde D+ del alternador, por lo que la luz testigo se encendera

avisndonos del fallo existente en el sistema de carga. Cuando el motor est arrancado y el

alternador est suministrando corriente elctrica, ste la suministra a travs de B+. En la figura

21 pueden observar incluso la conexin entre la batera y el motor de arranque.

Figura 21. Esquema de conexin de un circuito de arranque y carga

Condensador

Utilice un probador de condensadores para revisar el estado del condensador.

Capacidad del condensador 0,5 uf

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Figura 22.- Comprobacin del condensador

Escobilla

Revise el desgaste de cada escobilla midiendo su longitud, tal como se observa en la figura

23. Si el desgaste de la escobilla sobrepasa el lmite de servicio, cambie la escobilla con el

portaescobilla.

Lmite de servicio de la longitud de la escobilla (valor mnimo)

4,5mm 0,18 in

Figura 23.- Comprobacin de la longitud de la escobilla

Armado del Alternador

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Juzgando las condiciones defectuosas observadas antes del desarmado y durante la

inspeccin posterior al desarmado, prepare las piezas de reemplazo y reensamble el

generador invirtiendo el orden del desmontaje.

Nota: Alinee las ranuras del estator con los pernos prisioneros, al insertar el conjunto de la

bobina del estator en el marco del extremo de mando.

Al instalar el conjunto del portaescobillas, compruebe que las escobillas y los anillos colectores

hayan sido completamente desengrasados.

Precaucin: Al instalar el rectificador confirme que hay una holgura suficiente entre los

conductores del estator y las paletas del ventilador de enfriamiento.

Preste atencin para no apretar excesivamente la tuerca del aislador del terminal B.

Montaje del alternador en el automvil

1) Ubicar los pernos que sujetan el alternador contra el motor.

2) Poner la banda de transmisin de movimiento

3) Conecte las conexiones elctricas del alternador.

4) Conectar el terminal negativo de la batera

Tensado de la banda del alternador

Hale el alternador en sentido contrario a la banda.

Apriete el tornillo de fijacin

Apriete el tornillo del pivote

Verifique la deflexin de la banda sea de 3/8

Figura 24.- Tensado de la banda del alternador

f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE)

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Herramientas y equipos:

Juego bsico de herramientas de mano (llaves, dados, destornilladores, etc.)

Materiales e insumos:

Franela

Material Fungible

Material didctico:

Vehculos (proporcionados por los propios estudiantes)

Manuales

Datos tcnicos.

Maquetas didcticas

Equipo de seguridad:

Extintores para combustible

Overol (por cada estudiante)

Gafas de proteccin

g. REGISTRO DE RESULTADOS

h. ANEXOS

i. BIBLIOGRAFA UTILIZADA

Elaborado por:

Coordinacin de Laboratorio

Revisado por:

Consejo de Carrera

Aprobado por:

Consejo de Carrera

Fecha de Elaboracin

13 de julio del 2013

Fecha de Revisin

20 de noviembre del 2013

Nmero de Resolucin Consejo

de Carrera: