UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ
“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO Y
ELECTRÓNICO PARA UN VEHÍCULO TIPO POLARIS
ARENERO”
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
JUAN FRANCISCO ORQUERA JÁCOME
DIRECTOR: ING. MILTON REVELO
DECLARACIÓN
Yo JUAN FRANCISCO ORQUERA JACOME, 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.
_________________________ Juan Francisco Orquera Jácome
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Diseño e implementación del sistema eléctrico y electrónico para un vehículo tipo polaris arenero”, que, para aspirar al título de Ingeniero/a Automotriz fue desarrollado por Juan Francisco Orquera Jácome, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 19, 27 y 28.
___________________
Ing. Milton Revelo
DIRECTOR DEL TRABAJO
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1717154874
APELLIDO Y NOMBRES: Orquera Jácome Juan Francisco
DIRECCIÓN: Sta. Rosa 158 y Avenida universitaria
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 2528652
TELÉFONO MOVIL: 0999868179
DATOS DE LA OBRA
TITULO: Diseño e implementación del sistema eléctrico y electrónico para un vehículo tipo polaris arenero
AUTOR O AUTORES: Juan Francisco Orquera Jacome
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:
21 de Mayo del 2016
DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:
Ing. Milton Revelo
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero Automotriz RESUMEN: Mínimo 250 palabras
La finalidad de este Proyecto fue entender y explicar la naturaleza del funcionamiento del Sistema eléctrico de este tipo de vehículo. Los resultados del conocimiento que responden a las interrogantes planteadas se orientaron al diseño e implementación del sistema eléctrico y electrónico de un vehículo tipo Polaris arenero, permitiéndonos tener un vehículo. El sistema eléctrico es un subsistema de cualquier vehículo que se encargó de hacer funcionar el motor de arranque, dar energía al sistema de encendido, activar las luces, vidrios y otros accesorios. Por ello, su importancia fue fundamental y necesaria para su buen funcionamiento. Las funciones primordiales del sistema eléctrico fueron: proporcionar la energía necesaria para arrancar el motor, utilizar y manejar luces, accesorios eléctricos, indicadores etc. Los componentes electrónicos que constituye el sistema eléctrico sirven en su mayoría para efectuar un control más fino y controlado de varios componentes como la inyección electrónica
del motor, y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificación de los parámetros de funcionamiento, de tal forma que el vehículo arenero tipo Polaris se adaptó en cada momento al entorno de trabajo que se lo va a realizar en el Distrito Metropolitano de Quito. La iluminación interior se encomienda a diversas fuentes de luz compuestas por LED en tonalidad azul, la misma que el cuadro de relojes retro iluminado que permitió una perfecta lectura del mismo, tanto a pleno sol como en la noche más cerrada.
PALABRAS CLAVES: Diseño
Sistema eléctrico Vehículo tipo polaris
ABSTRACT: The purpose of this project was to understand and explain the nature of the operation of the electrical system of this type of vehicle. The results of the knowledge that respond to the questions raised were directed to the design and implementation of electrical and electronic system of a representative vehicle Polaris sandpit, allowing us to have a vehicle. The electrical system is a subsystem of any vehicle that was responsible for operating the starter motor to power the ignition system, turn on the lights, glasses and other accessories. Therefore, its importance was fundamental and necessary for its proper functioning. The primary functions of the electrical system were: to provide the energy needed to start the engine, use and manage lights, electrical accessories, indicators etc. Electronic components constituting the electrical system used mainly for making finer controlled multicomponent like electronic fuel injection engine control, all in a manner that allows adjustment or modification of the operating parameters, such so that the vehicle type sandpit Polaris adapted at all times to the work environment that is going to perform in the Metropolitan District of Quito. The interior lighting is entrusted to various light sources composed of LEDs in blue hue, the same as the illuminated box retro watches that allowed a perfect reading of it, both in full sun and in the dark.
KEYWORDS Design
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
f:__________________________________________
ORQUERA JACOME JUAN FRANCISCO
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, JUAN FRANCISCO ORQUERA JACOME, CI 1717154874 autor/a del proyecto titulado:
Diseño e implementación del sistema eléctrico y electrónico para un vehículo tipo polaris arenero previo a la obtención del título de INGENIERO AUTOMOTRIZ en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de
Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de
Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del
referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de
información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública
respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una
copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio
que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual
vigentes.
Quito, 2 de agosto del 2016
f:__________________________________________
JUAN FRANCISCO ORQUERA
AGRADECIMIENTO
i
INDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN……….………...…....vii
ABSTRACT………..…...viii
1. INTRODUCCIÓN………..………..…..1
2. MARCO TEÓRICO………...5
2.1 SISTEMA DE GENERACION Y ALMACENAMIENTO………..….5
2.1.1 BATERIA………..…..…..…..5
2.1.1.1 Componentes………...…………..…5
2.1.1.2 Funcionamiento………..……...…...…8
2.1.1.3 Mantenimiento y cuidado……….………...…...11
2.1.2 ALTERNADOR……….………...………16
2.1.2.1Constitución del alternador………...…...17
2.1.2.2 Descripción y funcionamiento………..………...…20
2.1.2.3 Comprobación eléctrica………..…..….22
2.2 SISTEMA DE ENCENDIDO………..……24
2.2.1 ENCENDIDO DEL MOTOR………..….24
2.2.2 TIPOS DE SISTEMA DE ENCENDIDO………...……..……..…25
2.2.3.1 Encendido convencional……….…..…....….25
2.2.3.2 Encendido sin ruptor y sensor hall………...…..29
2.2.3.3 Encendidos electrónicos………...…...…30
2.3 SISTEMA DE ARRANQUE………..….33
2.3.1 COMPONENTES DEL SISTEMA DE ARRANQUE………...33
2.3.2 FUNCIONAMIENTO………..……….…34
2.3.3 Tipos de motores de arranque………..…....35
2.3.4 MEDICIONES ELECTRICAS………..………..37
ii
2.4.1 CONSTITUCION GENERA……….…..40
2.4.2 ELEMENTOS DE SISTEMAS ELECTRONICOS……..………..…..41
2.4.2.1 Fusibles………..…………..…….41
2.4.2.2 Reles………..………41
2.4.2.3 Flascher………..………...…42
2.4.3 SISTEMA DE LUCES DEL VEHICULO………...…………...42
2.4.3.1 Tipos de luces para los faros……….…………42
2.4.3.2 Sistema de accesorios del vehículo…………..…….…...……45
3. METODOLOGÍA………..……….………..48
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……….……….…..54
4.1 FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE ARRANQUE………..54
4.2 CALCULO PARA LOS CABLES DEL SISTEMA DE ARRANQUE..54
4.3 CALCULO PARA EL SISTEMA DE CARGA………....…59
4.4 CALCULO EN EL SISTEMA DE ENCENDIDO….……..………..…..61
4.5 CALCULO PARA EL CABLEADO DEL SISTEMA DE LUCES…….63
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……….………...……73
5.1 CONCLUSIONES………...………..…74
5.2 RECOMENDACIONES………..………..75
6. BIBLIOGRAFIA………..………...………...………..77
iii
INDICES DE TABLAS
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Componentes de la batería………..………..6
Figura 2. Despiece de la batería………..….………….8
Figura 3. Ciclo de carga y descarga……….………....…………..10
Figura 4. Inspección de la batería ……….……….12
Figura.5. Nivel de electrolito………..……….…….….13
Figura.6. Grietas o fugas del electrolito………..………....…14
Figura.7. Tapones de ventilación de la batería………..……...14
Figura.8. Inspección del electrolito………..…………..……..15
Figura.9. Prueba de voltaje…..………..………..16
Figura.10. Circuito de carga………..…………...………17
Figura.11. Rotor del alternador………..………..…18
Figura.12. Estator del alternador………..………...…28
Figura.13. Diodos para la excitación del alternador………...……..…19
Figura.14. Regulador del voltaje………..………20
Figura.15. Despiece del alternador………..….………..21
Figura.16. Continuidad del rotor………....…………..22
Figura.17. Continuidad del rotor………..…………....23
Figura.18. Medición del eje ………..………23
Figura.19. Medición de continuidad del estator………...….24
Figura.20. Tipos de sistema de encendido………..…………..25
Figura.21. Encendido convencional………..………..26
Figura.22. Circuito de encendido convencional……….………28
Figura.23. Dispositivo efecto hall………..………...29
Figura.24. Modulo electrónico transistorizado………..……….…30
Figura.25. Sistema de encendido DIS………..………..…32
Figura.26. Sistema de conexión del motor de arranque……….….33
Figura.27. Componentes del motor de arranque………..…………34
Figura.28. Tipo de campo electromagnético……….…..…………..35
v
Figura.30.Tipo solenoide………..……….…...…36
Figura.31.Tipo de zapata……...……….………..………....37
Figura.32. Desgaste del colector………...…………..………..…..…37
Figura.33. Prueba del cable roto……….………….……..…….…38
Figura.34. Continuidad en la bobina de inducción………..…..…38
Figura.35.Cable roto en el solenoide………..……….…...39
Figura.36.Sistema de iluminación de un vehículo……….…41
Figura.37.Lampara de incandescencia………..……..………..43
Figura.38.Tipo de lámparas halógenas………..…...………….44
Figura.39. Panel de control………..………..…..46
Figura.40.Motor de arranque………..……..…………...…54
Figura.41.Instalacion motor de arranque…...……….…57
Figura.42. Conexión sistema de arranque………...58
Figura.43.Bateria….…….….………..………...59
Figura.44.Conexion sistema de carga………....…61
Figura.45.Alternador..………..……….……….…61
Figura.46. Conexión del sistema de encendido………..….….62
Figura.47. Bobina y cable de bujía………..………63
Figura.48.Bobina de encendido………....…………...…...…63
Figura.49.Luces principales…………...………..……….…..….64
Figura.50. Conexión del faro……….………..………….…....66
Figura.51.Conexion de los faros………..……...66
Figura.52. Conexión de luces direccionales………..…....68
Figura.53.Conexion luces de parqueo………..…...….69
Figura.54. Conexión luces altas y medias………..…………70
Figura.55.Conexion altas medias con dos relés……….…..71
vi
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo1. Sistema de alumbrado………..……….……80
Anexo 2. Sistema de carga………...…..……....….81
Anexo 3. Sistema de encendido………..…..….……….82
Anexo 4. Sistema de arranque………...…….….83
Anexo 5. Control de interruptores……….……..….………84
Anexo6. Componentes eléctricos……….……...86
vii
RESUMEN
viii
ABSTRACT
ix
1
1. INTRODUCCIÓN
La finalidad de este proyecto es fortalecer la conexión entre la teoría y la práctica, además de ampliar el campo automotriz universitario con el diseño e implementación del vehículo arenero.
El desarrollo de un vehículo tipo polaris es importante en nuestro medio, tomando en cuenta que la topografía del país es accidentada y que la red de caminos vecinales es insuficiente y de no buena calidad, lo que dificulta la movilidad en muchos espacios geográficos.
Esta tecnología es importada al Ecuador y genera un alto nivel de dependencia tecnológica y económica. Es positivo que se pueda reproducir, adecuar y mejorar esta tecnología en nuestro medio, pues es una necesidad para desarrollar la movilidad humana que , a su vez, ayude al desarrollo de las condiciones económicas y sociales de la población ecuatoriana.
Para la reproducción de este vehículo es necesario la comprensión de su funcionamiento entre sus diferentes subsistemas. Uno de ellos es el subsistema eléctrico. Este ha evolucionado significativamente desde su aparición a pasos agigantados y se ha especializado acorde con las características tecnológicas de cada modelo de vehículo por esto, si se trata de diseñar un prototipo del vehículo polaris, es necesario avanzar en el conocimiento de la lógica del sistema eléctrico, como condición previa a la construcción y montaje del vehículo tipo polaris.
Cada día es mayor la proliferación de los vehículo todo terreno (VTT) que en sus siglas en ingles es ATV, en todo tipo de actividades al aire libre, desde excursiones hasta usos profesionales, pasando también por eventos deportivos e incluso la competición gracias, entre otras causas, a su menor coste de adquisición, reducido peso o una gran facilidad de mantenimiento respecto a los tradicionales todoterreno.
2 La finalidad de este Proyecto es entender y explicar la naturaleza del funcionamiento del Sistema eléctrico de este tipo de vehículo. Esto es entender cuáles son los principios físicos-químicos en los que se basa este tipo de sistema, estos principios como se concretan en la práctica: que elementos teóricos y materiales componen este sistema, la interrelación e interacción que permite funcionar este sistema.
Todo esto orientado a reproducir en la implementación de un vehículo en nuestro medio a nivel experimental.
Los resultados del conocimiento que responden a las interrogantes planteadas se orientan al diseño e implementación del sistema eléctrico y electrónico de un vehículo tipo Polaris, permitiéndonos tener un vehículo. La finalidad de este proyecto es fortalecer la conexión entre la teoría y la práctica, además de ampliar el campo automotriz universitario con el diseño e implementación del vehículo arenero.
El desarrollo de un vehículo tipo polaris es importante en nuestro medio, tomando en cuenta que la topografía del país es accidentada y que la red de caminos vecinales es insuficiente y de no buena calidad, lo que dificulta la movilidad en muchos espacios geográficos.
El objetivo principal de la tesis es diseñar e implementar el sistema eléctrico y electrónico para un vehículo tipo polaris arenero.
Los objetivos específicos son: Analizar el sistema de alimentación de combustible del vehículo arenero, desarrollar el sistema de arranque, diseñar y construir el sistema de iluminación e instrumentos de control del vehículo arenero, desarrollar la parte relacionada con la carga eléctrica del vehículo, implementar el sistema de encendido al vehículo arenero.
4
5
2. MARCO TEÓRICO
2.1 SISTEMA DE GENERACION Y ALMACENAMIENTO.
El sistema eléctrico del automóvil está formado por tres componentes; el alternador, el regulador de voltaje y la batería, estos elementos son indispensables para el correcto funcionamiento del automóvil, ya que la batería debe estar bien cargada para poder arrancar el motor y el alternador debe cargar a la batería.
2.1.1 BATERIA
La batería junto con el sistema de carga, suministra potencia eléctrica al vehículo, cuando el motor está en funcionamiento o apagado. La batería es un acumulador y proporciona la energía eléctrica para el motor de arranque de un motor de combustión, como por ejemplo de un automóvil. Hay una infinidad de componentes eléctricos y electrónicos que utilizan en los automóviles, por esa razón el mantenimiento de la batería tiene que ser indispensable para asegurar que el buen funcionamiento del sistema eléctrico.
Cuando el motor térmico está en funcionamiento, el alternador genera energía y es acumulada por la batería. En conclusión la batería es un acumulador de energía.
2.1.1.1 Componentes
6
Figura 1. Componentes de la batería (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
Los componentes principales de una batería eléctrica son:
Tapa
Las tapas mantienen sellados los vasos para que no exista fugas del electrolito, e impide la entrada de elementos extraños desde el exterior. Todas las tapas tiene dos implantaciones de plomo para el paso de soldadura de los bornes, que irán unidos a los extremos del circuito. La tapa lleva otros orificios, uno por celda, para la salida de los gases. La parte inferior de la tapa está diseñada para impedir la fuga del electrolito, por vibraciones del vehículo, es importante verificar las tapas de la batería para evitar que se riegue el electrolito (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
Rejillas
7 cambios de volumen que existe durante la carga y descarga. La aleación de las rejillas también posee pequeñas cantidades de diversas materias para perfeccionar sus características mecánicas y anticorrosivas. Las rejillas se manufacturan con plomo puro, llamado plomo Las rejillas se manufacturan con plomo puro, llamado plomo. (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
Placa Positiva
Está formada por una rejilla empastada con peróxido de plomo como materia activa. El peróxido de plomo es un material cristalino de color marron oscuro compuesto por partículas muy pequeñas. Su alta porosidad permite que el electrolito pase libremente en el interior de las placas (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
Placa Negativa
Está formada por una rejilla empastada con plomo esponjoso como materia activa. El plomo esponjoso es un material de color gris y por su porosidad permite penetrar libremente el electrolito, entonces por esa placa fluye el electrolito (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
Cada elemento de las baterías transportables tiene un número total de placas (positivas y negativas) comprendiendo entre 7 y 15, según sea su capacidad en Amperios-hora
Separadores
8
Figura 2. Despiece de la batería (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
Electrolito
Está compuesto por ácido sulfúrico y agua destilada y es uno de los elementos químicos que forman parte de la reacción electro química de la batería. Para que las placas puedan generar energía eléctrica es indispensable que se encuentren sumergidas en electrolito, ya que este proporciona el sulfato, que al unirse con la materia activa provoca la reacción química necesaria para generar dicha energía. El electrolito actúa también como conductor de la corriente eléctrica entre la placa positiva y la negativa a través de los separadores (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
2.1.1.2. Funcionamiento
La batería acumula energía química y puede entregar energía eléctrica, algunos componentes dependen completamente de la batería para su funcionamiento como el arranque, luces, accesorios, alarma, etc.
9 Entregar energía al motor de arranque y al sistema de encendido, para que el motor de combustión interna pueda ser puesto en marcha. Proporcionar eficientemente la energía extra requerida cuando el consumo de las partes eléctricas del vehículo sea superior al que pueda suministrar su alternador. Ejercer como estabilizador de voltaje en el sistema eléctrico. Estos voltajes excesivos pueden dañar otros elementos del sistema eléctrico si no estuvieran bajo la protección de la batería (Arias Paz, M., 2010).
El proceso en una batería plomo acido tienen estos elementos que son: Peróxido de plomo es la materia activa de las placas positivas, plomo puro esponjoso es la materia activa de las placas negativas y el acido sulfúrico que es el componente del electrolito. La reacción electroquímica de estos componentes genera aproximadamente 2.1 voltios de tensión entre las placas. Cuando dos metales se sumergen en un ácido, existe una reacción química que por su diferencia de potencial eléctrico genera una corriente eléctrica. La capacidad de almacenamiento indicada en amperios/hora o minutos de reserva, de una batería, está dada por la cantidad de materia activa comprendida en las placas y el volumen del ácido en el electrolito, y la potencia de arranque de la batería tiene relación directa con la superficie de contacto entre placas y el electrolito. O sea el tamaño y número de placas establece fundamentalmente esta propiedad Tanto en la carga como en la descarga, las placas son verdaderos receptáculos de sustancias químicas resultantes de las reacciones que se originan; primero por el paso de la corriente y después por la regeneración de la electricidad (Arias Paz, M., 2010).
Ciclo de carga y descarga
10
Descarga
El acumulador está conectado a varios consumidores eléctricos externos, la corriente fluye y empieza la descarga. Cuando se deja en contacto al vehículo y se arranca, la batería es la única que suministra energía, si se enciende el radio, la calefacción, luces, accesorios y se deja por un largo tiempo la batería se va a descargar rápidamente. Cuando se quiere arrancar el vehículo este no va a arrancar porque la batería esta descargada y el motor de arranque necesita bastante energía para poner en marcha al motor de combustión interna.
Carga
En los coches y otros vehículos automotores, el dispositivo encargado de mantener constante la carga de la batería es un alternador de corriente eléctrica que funciona acoplado al motor principal por medio de una correa. Dado que hay un alternador en el motor, se puede enviar corriente a la batería y ésta a su vez comienza a cargarse, como se muestra en la figura 3.
11 En la tabla 1 se identifican los consumidores eléctricos del vehículo
Tabla 1. Consumidores eléctricos
Motor de arranque 180 A
Encendido 2 A
Faro luz de carretera cruce 8 A
Faro iodo antiniebla 16 A
Luz de posición 3 A
Luces diversas paro 7 A
Iluminación interior 1.3 A
Intermitentes 3 A
Luces de marcha atrás 6 A
Avisadores 3 A
Limpiaparabrisas 3.5 A
Lava cristales 1 A
Eleva lunas 6 A
Luneta térmica 7 A
Calefacción 4 A
Auto radio 1 A
CD 1 A
Ventilador radiador 5 A
Diversos, mechero, antena eléctrica 3 A
(Arias Paz, M., 2010).
2.1.1.3. Mantenimiento y cuidado
12 durante la vida de la batería, eliminando el mantenimiento (Arias Paz, M., 2010).
Inspección de la batería
Inspeccionar el nivel de electrolito de la batería, el nivel electrolítico debe estar indicada en la caja de la batería si la batería es de plástico traslucido. Si el nivel de fluido es difícil de determinar, rebotar levemente el vehículo, el nivel de fluido se moverá y será fácil de leer. Si la caja no es traslucida revisar los tapones de ventilación y examinar el nivel a través de los agujeros. El nivel es correcto mientras el fluido no esté por debajo del anillo positivo. Como la batería está dividida en el mismo número de celdas que de tapones de ventilación, revisar los niveles de electrolito de la batería en cada una de las celdas (Ecuador, Secap) como se muestra en la figura 4.
Figura 4. Inspección de la batería (Ecuador, Secap).
13 normal, ya que las impurezas en el agua reducen el desempeño y duración de la batería. Si el fluido está por encima del nivel especificado, extraer el exceso. Excesivo fluido puede derramarse cuando se carga y desgastar los terminales y otras partes metálicas. En el interior de la batería se encuentra un fluido que contiene ácido sulfúrico, el que puede quemar seriamente la piel o corroer otros objetos por oxidación (Ecuador, Secap, manual de electricidad).
Figura 5. Nivel de electrolito (Ecuador, Secap, manual de electricidad)
14 buscando grietas o fugas del electrolito, si existe fuga del electrolito de la caja de la batería, los bornes de la batería u otras partes cercanas se corroerán, como se presenta en la figura 6.
Figura 6. Grietas o fugas del electrolito (Ecuador, Secap, manual de electricidad)
Examinar los tapones de ventilación de la batería como se muestra en la figura 7, verificando algún daño o agujeros obstruidos o torcidos. Deben de mantenerse limpios los respiradores de los tapones de llenado. Si los agujeros de ventilación que se encuentran en los tapones de ventilación de la batería están obstruidos, el gas formado durante la carga de la batería aumentara la presión dentro de la batería y esto podría dañar la caja de la batería (Ecuador, Secap).
15 Inspeccionar la gravedad especifica del electrolito. El primer paso es sacar todos los tapones de ventilación y medir la gravedad especifica en cada una de las celdas usando un hidrómetro o densímetro como se muestra en la figura 8. Gravedad especifica 1.25 – 1.28 a 20 grados centígrados, diferencia entre celdas menos de 0.025, verificar que el densímetro se encuentre en perfecto estado para que se pueda realizar correctamente el diagnostico. (Ecuador, Secap).
Figura 8. Inspección del electrolito (Rueda Santander, J., 2007).
Fijar correctamente la batería al vehículo para evitar movimientos bruscos o desplazamientos, ya que puede sufrir daños o golpes y puede fugar el electrolito, en ese caso toca cambiar de batería, no se le puede arreglar ese daño. No dejar nunca herramientas sobre la batería, Si se quiere almacenar una batería durante algún tiempo debe de almacenarse completamente cargada.
16 eléctrica y deja de funcionar correctamente, y medir el voltaje de la batería como se muestra en la figura 9.
Figura 9. Prueba de voltaje (Rueda Santander, J., 2007)
Evitar que la batería se descargue completamente.
2.1.2. ALTERNADOR
17 una batería o acumulador, En la actualidad, los vehículos incorporan gran cantidad de componentes que requieren alimentación eléctrica y que de no ser por los alternadores actuales, muchos de estos sistemas no podrían funcionar correctamente, al tener solicitaciones eléctricas muy exigentes, proporcionando así un suministro eléctrico durante la marcha del vehículo. Los elementos que conforman el sistema de carga se muestra en la figura 10.
Figura 10. Circuito de carga (Erazo, G. 2008).
2.1.2.1. Constitución del alternador
Un alternador está constituido por los siguientes componentes
Rotor
18 magnético, ante el cual, reaccionan las bobinas del estátor (parte fija) produciendo la corriente eléctrica.
Figura 11. Rotor del alternador (Rueda Santander, J., 2007).
Estator
Las bobinas fijas del alternador llamadas estator, es la parte estacionaria e interceptan el campo magnético rotatorio generado por el rotor y sus devanados tienen conexiones con terminales de salida (Rueda Santander, J., 2007), como se muestra en la figura 12.
19
Grupo rectificador
El alternador genera corriente alterna por medio del devanado del estator, esta debe ser rectificada a corriente continua para ser utilizados por los sistemas eléctricos del automóvil que lo requieran. Esta rectificación se lo ejecuta por medio de diodos de silicio que forman un puente rectificador de onda completa, de esta manera tiene una corriente continua en bornes del alternador. Hay diodos positivos y diodos negativos, como se muestra en la figura 13 en cada porta diodos hay tres de cada tipo. La corriente generada por el alternador es abastecida desde el porta diodos del lado positivo. Durante la rectificación, los diodos se ponen tan calientes que los porta diodos actúan irradiando este calor y evitan que los diodos se sobrecalienten. Como se sabe, la electricidad que utiliza el coche se produce en el alternador, este genera una corriente a partir de principios electromagnéticos basados en hacer variar un campo magnético sobre un bobinado de cables. Cuando se quiera verificar los diodos de excitación estos deben estar limpios, sin ningún tipo de suciedad (Erazo, G. 2008). En conclusión es el elemento encargado de rectificar la corriente de salida del alternador (ya que ésta es alterna) haciendo que se convierta en continua y sea factible para el uso en el automóvil.
20
Regulador de voltaje
El regulador de voltaje es un dispositivo que controla la corriente generada por el alternador, el regulador aumenta o disminuye la cantidad de corriente de campo que va al rotor para controlar la cantidad de voltaje producido por el alternador, en la figura 14 se observa los contactos, una bobina magnética y un resistor (Erazo, G. 2008).
Figura 14. Regulador de voltaje (Erazo, G. 2008).
2.1.2.2 Descripción y funcionamiento
21
Figura 15. Despiece del alternador (Arias Paz, M., 2010).
El rotor 4 formado por una bobina, va montada entre dos colectores de flujo magnético en forma de dientes, que representa los polos N y S. La alimentación de esta bobina es a través de los dos anillos que se encuentran en rozamiento 9, los cuales están soldados en los extremos de la bobina. Todas los elementos del alternador estan montadas sobre un eje, formando un cuerpo robusto y resistente a la acción de la fuerza centrífuga. El condensador 10, al ser accionado el alternador por medio de una polea de arrastre que gira por una correa, el rotor va girando sucesivamente entre los polos N y S con los dientes del estator, creando en los arrollamientos del mismo corrientes alternas inducidas (Arias Paz, M., 2010).
22 bobina del rotor, con lo que se logra que el alternador empiece a generar corriente inmediatamente después de que se hizo el arranque. Los motores de hoy, por lo general utilizan sistema de inyección de gasolina, y para esto requiere el uso de, una bomba de gasolina eléctrica, la misma que solo trabaja con 12 voltios, si este voltaje no esta en la batería; será muy difícil; hacer funcionar el vehículo. La corriente generada en el estator, al principio es alterna, después se convierte en continua por medio de los diodos de rectificación, por eso es indispensable comprobar los diodos para dar un buen diagnóstico de una posible falla del alternador (Arias Paz, M., 2010).
2.1.2.3. Comprobación eléctrica
Antes de comprobar cada elemento del alternador de forma individual, deberá efectuarse una limpieza de los mismos, eliminando la grasa, polvo y barro sin usar disolventes simplemente frotándolo con un trapo. Durante el desmontaje se miraran que no existe roturas, deformaciones ni desgastes excesivos.
Prueba de ruidos anormales, con la mano dar la vuelta al alternador y escuchar si produce un ruido extraño, puede estar dañado los cojinetes o las escobillas están en mal estado.
Inspeccionar la continuidad del rotor entre los anillos de deslizamiento, si no existe continuidad cambiar el rotor, como se muestra en la figura 16 y 17.
23
Figura 17. Continuidad del rotor (Erazo, G. 2008).
Inspeccionar los anillos como se muestra en la figura 18, si existe ralladura, si esta rayado cambiar el rotor, utilizar el calibrador pie de rey para medir diámetro del anillo o también utilizar el micrómetro, que da una medida mas exacta y con esto diagnosticar correctamente el desgaste del eje.
Figura 18. Medición del eje (Erazo, G. 2008).
24
Figura 19. Medición de continuidad del estator (Erazo, G. 2008).
Comprobar que no exista continuidad entre los cables de la bobina y núcleo del estator.
Medir cada escobilla y comprobar el desgaste, cambiar si es necesario
Para la verificación del rectificador colocar los cables del multímetro como se muestra en la figura, invertir la polaridad, una indica continuidad y la otra no indica continuidad.
2.2. SISTEMA DE ENCENDIDO
Es el encargado de generar un alto voltaje, para asi crear una chispa en la bujía lo suficientemente fuerte para poder quemar la mezcla aire combustible en el cilindro, conocidos también como motores de encendido por chispa, ya que en el motor Diesel la propia naturaleza de la formación de la mezcla produce su auto-encendido.
2.2.1 ENCENDIDO DEL MOTOR
El sistema de encendido es el encargado de generar la chispa eléctrica en el cilindro del motor de combustión interna, para que se produzca la combustión de la mezcla aire gasolina. Dependiendo del tipo de encendido, puede generar impulsos de alto voltaje de 20000 a 70000 voltios en los electrodos de las bujías.
25 Cuando se produce la chispa se inicia el encendido primero alrededor de la zona de la chispa, esta luego avanza hacia el resto de la cámara como un frente de llama, hasta alcanzar toda la masa de la mezcla.
2.2.2 TIPOS DE SISTEMA DE ENCENDIDO
En la figura 20 observa la evolución de los sistemas de encendido, desde el sistema de encendido por platinos o electromecánicos hasta los totalmente electrónicos.
Figura 20. Tipos de sistema de encendido (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
2.2.3.1 Encendido convencional
En los antiguos sistemas de encendido se utilizaban unos contactos que abrían y cerraban un circuito. A estos contactos se les conocen como platinos.
26 se aumenta las revoluciones del motor se pierde la eficiencia de la generación de la chispa.
Las partes principales del sistema de encendido convencional con platinos se muestran en la figura 21:
1. Tubería de suministro vacío 2. Conjunto distribuidor
3. Abrazadera de distribuidor 4. Unidad de vacío
5. Condensador 6. Contactos 7. Rotor
8. Tapa de distribuidor
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Funcionamiento
Una vez que se gira la llave de contacto a posición de contacto el circuito primario es alimentado por la tensión de batería, el circuito primario esta formado por el arrollamiento 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 en la bobina un campo magnético en el que se acumula la energía de encendido. Cuando se abren los contactos del ruptor la corriente de carga se deriva hacia el condensador que esta conectado en paralelo con los contactos del ruptor. El condensador se cargara 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. Es gracias a este modo de funcionar, perfeccionado por el montaje del condensador, que la tensión generada en el circuito primario de un sistema de encendido puede alcanzar momentáneamente algunos centenares de voltios.
28 un corte instantáneo del arrollamiento del primario para provocar un alto voltaje en el devanado secundario, para ello se utiliza un condensador. El condensador absorbe la corriente que se genera cuando se abren los platinos, haciendo caer la corriente en el arrollamiento del primario, hasta cero provocando el corte instantáneo deseado (Erazo, G. 2008) como se muestra en la figura 22.
Figura 22. Circuito de encendido convencional (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009)
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2.2.3.2 Encendido sin ruptor y sensor hall
El sensor efecto hall se utiliza en los sistemas de encendido electrónico, la función es generar la señal que produce el bloqueo de la pantalla obturadora como se muestra en la figura 23. Se conoce como efecto Hall a la aparición de un campo eléctrico por separación de cargas, en el interior de un conductor por el que circula una corriente en presencia de un campo magnético con componente perpendicular al movimiento de las cargas. Este campo eléctrico (campo Hall) es perpendicular al movimiento de las cargas y a la componente perpendicular del campo magnético aplicado En un encendido electrónico por efecto hall se encuentra una pantalla obturadora solidaria al eje del distribuidor de encendido, con tantas ventanas como cilindros tenga el motor. La pantalla obturadora cuando gira, se interpone un electroimán. Cuando gira la pantalla obturadora, la parte metálica de la pantalla se interpone con el electroimán, el campo magnético es desviado y se genera el efecto hall. Cuando el motor gira, la pantalla obturadora va abriendo y cerrando el campo magnético del sensor hall generando una señal de onda cuadrada que va directamente al módulo de encendido. El módulo de la figura 24 reemplaza a los platinos y tiene la función de hacer conducir o impedir el paso de corriente por el primario de la bobina (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
30
Figura 24. Modulo electrónico transistorizado (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
2.1.1.3. Encendidos electrónicos
El sistema completamente electrónico de encendido, es aquel sistema donde ya no hay distribuidor ni un eje rotatorio, sino que es controlada
electrónicamente y muy silenciosa.
Las ventajas es que hay poca fricción o rozamiento, no existe desgaste mecánico, y hay muy pocos elementos. Entre sus mejores prestaciones se encuentra que el motor puede ser puesto en marcha en frío con una mejor facilidad que en los anteriores sistemas, un mejor funcionamiento tanto en ralenti como en altas revoluciones y un menor consumo de combustible y batería.
Sistema con una bobina de dos chispazos
31 encendido. La calidad de chispa es más eficiente en todas las condiciones de uso por el más completo control electrónico. Las bujías son los únicos elementos de desgaste periódico, habiéndose de controlar el correcto estado de los cables de alta tensión.
Los motores de 4 cilindros, inflama la mezcla aire combustible de acuerdo al orden de encendido del motor, el orden de encendido es 1-3-4-2, entonces la chispa salta 1 con 4 y 2 con 3, al igual forma con motores que sean de 6 cilindros o de 8 cilindros. (Ecuador, Secap, manual de electricidad)
Encendido DIS
El sistema de encendido DIS (Direct Ignition System) también llamado sistema de encendido sin distribuidor, se diferencia del sistema de encendido tradicional en suprimir el distribuidor, con esto se consigue eliminar los elementos mecánicos, siempre propensos a sufrir desgastes y averías.
Se utiliza una bobina por bujía la cual suprime a las dos bobinas dobles, los cables de bujía ya que las bobinas están conectadas sobre las bujías, todo el conjunto está cerrado en el bloque metálico, y está conectado electrónicamente a la masa del motor.
Tiene 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. Esto reduce el número de fallos de encendido a altas revoluciones en los cilindros por no ser suficiente la calidad de la chispa que impide inflamar la mezcla. Existe un margen mayor para el control del encendido, por lo que se puede jugar con el avance al encendido con mayor precisión.
32 cilindro, como se muestra en la figura 25, contrariamente a lo que ocurre en un encendido convencional (Ecuador, Secap, manual de electricidad)
33
2.3 SISTEMA DE ARRANQUE
La función principal del sistema de arranque es poner en marcha al motor de combustión interna, para ello debe vencer las fuerzas de rozamiento que existe entre los pistones, camisas, cigüeñal, biela, la compresión, la viscosidad del aceite, etc. El motor de arranque o eléctrico transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
El circuito de arranque consta de una batería de 12 v, interruptor de encendido y el motor de arranque como se muestra en la figura 26.
Figura 26. Sistema de conexión del motor de arranque (Erazo, G. 2008).
2.3.1 COMPONENTES DEL SISTEMA DE ARRANQUE
Las partes principales del motor de arranque se representan en la figura 27 y son:
Carcaza: es la cobertura metálica que rodea al inducido y contiene a los elementos internos del motor de arranque.
Inducido: también llamado rotor.
Tapa porta escobillas: ahí se encuentra el cojinete donde se asienta el eje y también se aloja a las escobillas.
34 Solenoide: Cierra el circuito de la batería con el motor de arranque para que entre en funcionamiento, también es el encargado de impulsar al piñón de engrane con el volante de inercia.
Horquilla: Su función es empujar al piñón de engrane y regresarle a la posición inicial luego de poner en funcionamiento al motor.
Bobina de campo: es la encargada de conducir el flujo de corriente.
Figura 27. Componentes del motor de arranque (Cultural, Polígono industrial, (Ed.), 2009).
2.3.2 FUNCIONAMIENTO
35 que un motor es incapaz de arrancar sólo por el mismo, su cigüeñal debe ser girado por una fuerza externa a fin de que la mezcla aire-combustible sea tomada, para dar lugar a la compresión y para que el inicio de la combustión ocurra. La entrada del piñón es mecánica, o por medio del control eléctrico del mecanismo de enlace. La secuencia de salida es como sigue: el motor está funcionando; el consumo de corriente disminuye en función de la alta frecuencia de giro del inducido del campo magnético y, en esa forma, se retira el piñón de la cremallera. Como protección del inducido contra las altas frecuencias de giro, se ponen entre el piñón y el inducido acoplamientos de láminas o resortes. El arrancador montado en el bloque de cilindros empuja contra un engranaje motriz cuando el interruptor de encendido es girado, una cremallera engancha con el volante y el cigüeñal es girado.
(Erazo, G. 2008).
2.3.3 Tipos de motores de arranque
Existen varios tipos de motor de arranque:
Tipo de campo electromagnético: los campos del arrancador son electroimanes como se muestra en la figura 28.
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Tipo de imán permanente: en la figura 29 los campos del arrancador son imanes permanentes
Figura 29. Tipo de imán permanente (Erazo, G. 2008).
Motor de arranque tipo solenoide: El piñón de ataque es desplazado por un solenoide como se muestra en la figura 30
Figura 30. Tipo solenoide (Erazo, G. 2008).
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Figura 31. Tipo de zapata (Erazo, G. 2008).
2.3.4. MEDICIONES ELECTRICAS
Antes de desmontar el motor de arranque del vehículo se tiene que asegurar que el circuito de alimentación del mismo así como la batería están en perfecto estado, comprobando la carga de la batería y el buen contacto de los bornes de la batería, los bornes del motor con los terminales de los cables que forman el circuito de arranque.
Inducido, examinar el colector puede estar sucio o quemado. Corrija con papel de lija o si fuera necesario
Observar el colector por desgaste no uniforme, como se muestra en la figura 32 si la aguja supera el límite repare o cambie el rotor.
38 Examine el colector por desgaste, si está por debajo del límite cambie el inducido. Inspeccione el colector y el núcleo del inducido, si hay continuidad el inducido está conectado a tierra y debe cambiarlo
Prueba de cable roto verificar entre segmentos si hay continuidad en un punto de prueba como se muestra en la figura 33 si hay cable roto y debe cambiarse todo el inducido.
Figura 33. Prueba del cable roto (Erazo, G. 2008).
En la figura 34, la bobina de inducción se inspecciona la continuidad entre la escobilla y la carcasa si hay continuidad las bobinas están a tierra y debe cambiarse.
Figura 34. Continuidad en la bobina de inducción (Erazo, G. 2008).
39 Cable roto en la bobina de tracción inspeccione por continuidad el terminal S y M del interruptor de la figura 35 si no hay continuidad hay una bobina rota y debe cambiarse.
Figura 35. Cable roto en el solenoide (Erazo, G. 2008).
Cable roto en la bobina de sujeción inspeccione por continuidad S y la caja de la bobina, si no hay continuidad hay bobina rota y debe cambiarse
2.4. SISTEMA DE ILUMINACION
40 presencia, posición, tamaño o dirección del vehículo y sobre las intenciones del conductor en cuanto a dirección y velocidad. El alumbrado en el coche es un elemento clave en varios sentidos: gracias a las luces, se puede ver por dónde se circula en condiciones de baja visibilidad y pueden vernos los demás conductores, y por ello puede considerarse un sistema de seguridad activa (o sea, un sistema que evita los accidentes). El problema es que en los últimos tiempos se puede enumerar una serie de problemas generales en relación al uso y mantenimiento de las luces, En nuestros coches se dispone de una serie de luces que sirven para cada ocasión concreta, Es necesario, entender el funcionamiento de estos innovadores sistemas, para darles servicio y mantenimiento (Ecuador, Secap, manual de electricidad)
2.4.1 CONSTITUCION GENERAL
Los vehículos modernos han evolucionado con la ayuda de la electrónica, que han permitido desarrollar autos más livianos y muy veloces. Para que el conductor pueda circular en la noche sin ningún riesgo, es necesario iluminar el camino por el que transita, bajo condiciones diversas de estado de la carretera, como falta de señalización, falta de iluminación, curvas muy cerradas, además en condiciones meteorológicas desfavorables como lluvia, neblina.
Las instalaciones eléctricas de los vehículos están constituidas por los cableados y los componentes, como son los fusibles, faros, luces, centrales, interruptores, etc.
41 eléctrica en energía de magnética, calorífica, luminosa, etc. En los vehículos, la carrocería hace las veces de masa (Arias Paz, M., 2010).
Figura 36. Sistema de iluminación de un vehículo (Arias Paz, M., 2010).
2.4.2 ELEMENTOS DE SISTEMAS ELECTRONICOS
2.4.2.1 Fusibles
Son dispositivos de seguridad que protegen a los circuitos eléctricos, si existe una corriente elevada, el fusible se rompe para no dañar el sistema eléctrico.
2.4.2.2 Relés
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2.4.2.3 Flascher
Es un circuito intermitente, se le utiliza cuando el conductor va a realizar una curva, adelantamiento, parqueo, puede dar de 50 a 90 pulsaciones por minuto y es de tipo electromagnético o eléctrico.
2.4.3 SISTEMA DE LUCES DEL VEHICULO
El sistema de iluminación de un de motor consiste, laterales o trasera de un vehículo. Su propósito es proveer de iluminación a su conductor para poder hacer funcionar el automóvil con seguridad en 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.
Las funciones del sistema de alumbrado son:
Proporcionan al conductor una mejor iluminación para que le permita ver o que está al frente y manejar con mayor seguridad.
También cumple función de ser vistos por otros conductores. Los vehículos tienen luces anteriores y posteriores para ver y ser vistos. La iluminación en la parte delantera se ofrece mediante faros de corto y largo alcance, que pueden ser apoyados con el uso de faros antiniebla, .
2.4.3.1 Tipos de luces para los faros
El faro contiene un foco y un sistema óptico de lente y reflector para suministrar una mayor iluminación. Los faros son los reflectores de luz, que sirven para iluminar el camino de un vehículo por la noche.
43 algunas excepciones regionales y globales, la mayoría de los faros traseros han de emitir luz de color rojo, los laterales y direccionales luz de color ámbar (aunque en Norteamérica también puede ser de color rojo), y los faros delanteros luz blanca o amarillo selectivo, no permitiéndose ningún otro color excepto para vehículos de emergencia.
Tipos:
La lámpara de incandescencia está formada por un filamento de tungsteno que se pone muy caliente y emite la luz, como se muestra en la figura 37.
Figura 37. Lámpara de incandescencia (Ecuador, Secap).
44 es que su vida útil es mucho mayor” (Ecuador, Secap, manual de electricidad)
Figura 38. Tipo de lámparas halógenas (Ecuador, Secap).
“Xenon, es la evolución de las lámparas halógenas. Cada lámpara cuenta con una cámara de vidrio con gas de xenón mezclado con otras sales de metales. Las de xenón son actualmente las bombillas usadas en sistemas de iluminación con una sola fuente, y las únicas desarrolladas para su uso en automoción. En estos sistemas, una única fuente envía luz a través de fibra óptica hacia donde sea que se necesite en el vehículo. En función de la composición química de la mezcla el color de la luz será más o menos azulado” (Ecuador, Secap, manual de electricidad)
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2.4.3.2 Sistema de accesorios del vehículo
Con el objetivo de aumentar la seguridad del conductor se incrementa los aparatos eléctricos en el automóvil.
Bocina o pito, es un elemento construido para emitir sonido, debe oírse a 100 metros de distancia y no debe ser un sonido demasiado agudo.
Panel de instrumentos
Es un conjunto de indicadores, como se muestra en la figura 39 que se muestra funcionamiento y el mal funcionamiento de las partes principales del motor, estos paneles puede ser digitales o análogos. Los digitales se indica números o barras graficas que por medio de una computadora emite estas señales, los análogos muestra por medio de unas agujas los indicadores más importantes.
El tacómetro sirve para indicar las revoluciones por minuto del motor. Velocímetro indica la velocidad que se está moviendo el vehículo.
Temperatura se indica la temperatura a la que está el refrigerante del motor, cuando pasa de los 100 grados centígrados se enciende un indicador luminoso.
Aceite indica la presión de aceite del motor.
Gasolina se indica el nivel de gasolina en el tanque del vehículo, es recomendable tener más de ¼ de tanque, para que la bomba de gasolina no se queme.
Batería indica el nivel de carga.
Check engine se informa el mal funcionamiento de una parte eléctrica o electrónica del motor.
Frenos, este indicador sirve para detectar si el nivel del líquido de freno está bajo.
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3. METODOLOGIA
El proyecto se realizó en la ciudad de Quito, en donde el automóvil cumplió un recorrido dentro de esta ciudad en un tiempo determinado, los componentes electrónicos que constituye el sistema eléctrico sirven en su mayoría para efectuar un control más fino y controlado de varios componentes, y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificación de los parámetros de funcionamiento, de tal forma que el vehículo arenero tipo Polaris se adapte en cada momento al entorno de trabajo que se lo va a realizar en el Distrito Metropolitano de Quito. y de esta forma se podrá evaluar en condiciones reales los sistemas eléctricos.
Si se trata de diseñar un prototipo del vehículo polaris, es necesario avanzar en el conocimiento de la lógica del sistema eléctrico, como condición previa a la construcción y montaje del vehículo tipo polaris.
Se realizó pruebas con herramientas electrónicas, además de esto se elaboraron inspecciones visuales de ciertos elementos del vehículo para verificar el buen funcionamiento del sistema eléctrico.
A continuación se mencionan los materiales que se necesitan para el desarrollo de la investigación entre los que constan:
Alternador
Motor de arranque
Sistema de encendido cop 2 halógenos
Neblineros
Rollo de cable número 16 Rollo de cable número 18 1 bujía caliente
Cable de bujía
49 Multímetro
Osciloscopio Juego de llaves Juego de rachas
Desarmadores planos y de estrella
Para este tema de investigación se usa el método de la investigación experimental y documental.
En este tipo de investigación se somete a un objeto a determinadas condiciones, estímulos para investigar los efectos o reacciones que se producen, con el fin de buscar una respuesta al problema.
Con esto se analiza todos los resultados y se obtiene conclusiones, el investigador aplica su conocimiento, su criterio para realizar cambios o mantenerse con los resultados investigados.
La invención del sistema eléctrico está ligado al desarrollo de los conocimientos sobre el fenómeno de la electricidad, el descubrimiento científico al fenómeno y a su capacidad para ser conducida por algún medio físico.
La aplicación de la electricidad al automóvil es tan necesaria, que en la actualidad, los vehículos están equipados con diversos aparatos, el cual su funcionamiento se lo realiza gracias a la transformación de la energía eléctrica en otros tipos de energía (mecánica, química, etc.), que realizan varias funciones, con la cual da mayor seguridad en los vehículos.
Los instrumentos y controles que se utilizò son:
ON: todos los circuitos eléctricos son alimentados con energía, y los faros delatneros y pilotos traseros se encienden cuando el interruptor de la luz esta encendida.
50 Start: El motor de arranque eléctrico se activa girando y manteniendo la llave en esta posición. Soltar la llave cuando el motor se enciende.
Para la instalación del sistema de encendido se sigue los siguientes pasos. El sistema de encendido que se va a poner en nuestro automóvil, es de un tipo electrónico. La función del sistema de encendido electrónico es el mismo que hacia los platinos y el ruptor, pero este sistema de encendido no tiene distribuidor.
El funcionamiento es interrumpir la corriente del primario para generar una alta tensión en la bujía por medio de uno o varios transistores.
El módulo de encendido esta adentro de la bobina de encendido.
La bobina se le ajusta al chasis del vehículo para que haga masa, es de marca blazer,
La salida del secundario apunta al motor, donde se encuentra la bujía. El cable de bujía es de un material de niquel cromo, cubierta de goma, este material fluye la electricidad con facilidad.
La bujía que se necesita es una bujía fría ya que disipa rápido el calor. Este vehículo es para competencias y no se necesita de una bujía de alta temperatura.
Se conecta el cable de bujía a la bujía y a la bobina,
La bobina va conectada a la Ecu, que se encuentra en la parte del panel de control.
Para la instalación del motor de arranque se sigue los siguientes pasos. Se identifica donde va a estar el motor de arranque en el motor.
Levantar los asientos del vehículo para instalar el motor de arranque
Se desconecta el cable negativo de la batería con una llave 10, el cable negativo de la batería es de color negro, y se identifica en la batería porque tiene un signo ( - )
Se verifica el lugar donde se va a instalar el motor de arranque
51 Se localiza las conexiones y la posición de los cables que van a dar la alimentación al motor de arranque.
Se coloca el motor de arranque asegurándose que está bien acoplado a una guía que tiene
Se limpia los bornes con un cepillo metálico, ya que pueden estar sucios u oxidados.
Se inicia el atornillado, tiene dos tornillos y se ajusta con la llave 12. Los cables de alimentación en el motor de arranque se conecta. El borne negativo de la batería se coloca para su funcionamiento.
Para la instalación del sistema de carga se sigue los siguientes pasos. Con el multímetro se verifica el voltaje que tiene la batería
Si la batería tiene 12.8v significa que esta cargada Se sitúa la batería en la parte frontal del copiloto Se ubica el alternador en la parte lateral del motor
Los cables que de alimentación se conecta, algunos alternadores tienen guías o marcas para saber que se esta colocando correctamente.
Se situa la tapa del alternador
Todos los pernos de la tapa del alternador se ajusta con la llave 12 Se confirma que las conexiones que estén en su sitio y no estén estorbando en otro lugar.
Se pone en funcionamiento al motor para asegurar que todo este correctamente instalado.
Para la instalación del sistema de luces principales se sigue los siguientes pasos.
Esta conexión se lo va hacer con dos relés, un interruptor le luces, conmutador y faros con cables número 18 y número 12.
52 El cable número 12 se conecta al número 30 del relé que viene de la batería, se obtiene corriente de ese cable.
Para tener más seguridad se coloca un fusible de 30 amperios para proteger al circuito.
Con el cable numero 18 se conecta desde la fusiblera hasta el switch cambiador de luces.
EL switch cambiador de luces tiene tres conectores, un conector llega la corriente, los otros dos conectores van directamente a las luces, con la ayuda de un multímetro se comprueba la posición de este switch cambiador verificando la corriente.
Después de identificar los puntos de los conectores, se conecta el cable hasta el switch de cambiador de luces, de las luces altas y bajas
Se realiza el cableado del relé hasta los faros con el cable número 14, un relé es para las luces altas y el otro relé para las luces bajas, se coloca un led piloto para comprobar que se activaron las luces altas
Todo este cableado es importante cubrir con mangueras.
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4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El sistema eléctrico en un vehículo es sumamente indispensable, ya que se permite arrancar al motor de combustión interna, carga a la batería en forma eficiente. En el sistema de alumbrado se ayuda a iluminar el camino por donde recorre.
4.1 PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE
ARRANQUE
El circuito de arranque se encuentra equipado con el motor de arranque, relé de arranque, la ECU, el interruptor de marcha, y el interruptor debe estar en la posición de START, el motor de arranque del vehículo se muestra en la figura 40.
Para arrancar el vehículo debe estar en marcha neutra.
Figura 40. Motor de arranque
4.2 CÁLCULO PARA LOS CABLES DEL SISTEMA DE
ARRANQUE
55 El motor de arranque tiene que superar el rozamiento de los pistones, los rines, chaquetas, la viscosidad del aceite, etc. Por lo que tiene que ser estudiado que motor de arranque se le va a incorporar al vehículo.
Mediante la tabla 2 se verifica la selección de conductores eléctricos de acuerdo al amperaje y la longitud.
Tabla 2. Tabla de conductores eléctricos de acuerdo al amperaje y la longitud
(Mecanica automotriz, GTZ ).
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Datos:
Voltaje 12 v
Potencia eléctrica 0.75kw
Formula:
P = V * I [1] Donde:
P: Potencia V: Voltaje I: Intensidad
V = 12v
Potencia = 750w
I = P / V
I = 750W / 12V
I = 62.5A
Datos:
Voltaje 12 v
Potencia eléctrica 0.85kw
Formula:
P = V * I [1]
I = P / V
I = 850W / 12V
I = 70.83A
Datos:
Voltaje 12 v
Potencia eléctrica 1kw
Formula:
P = V * I [1]
I = P / V
