Cada automóvil moderno tiene un arrancador eléctrico que proporciona el arranque de la unidad de potencia.Un componente importante del motor de arranque es un conjunto de escobillas que suministran corriente eléctrica al inducido.Lea sobre las escobillas de arranque, su finalidad y diseño, así como sobre el diagnóstico y reemplazo en el artículo presentado.
Propósito y función de las escobillas en el arranque eléctrico.
En la mayoría de los vehículos modernos equipados con motores de combustión interna, la tarea de arrancar la unidad de potencia se resuelve mediante un arranque eléctrico.Durante el último medio siglo, los arrancadores no han sufrido cambios significativos: la base del diseño es un motor eléctrico de CC compacto y simple, que se complementa con un relé y un mecanismo de accionamiento.El motor de arranque consta de tres componentes principales:
- Conjunto de cuerpo con estator;
-Ancla;
- Conjunto de cepillos.
El estator es la parte fija del motor eléctrico.Los más utilizados son los estatores electromagnéticos, en los que el campo magnético se crea mediante devanados de campo.Pero también se pueden encontrar arrancadores con estatores basados en imanes permanentes convencionales.La armadura es la parte móvil del motor eléctrico, contiene devanados (con puntas polares), un conjunto colector y piezas motrices (engranajes).La rotación de la armadura se consigue mediante la interacción de los campos magnéticos que se forman alrededor de la armadura y los devanados del estator cuando se les aplica una corriente eléctrica.
El conjunto de escobillas es un conjunto de motor eléctrico que proporciona contacto deslizante con una armadura móvil.El conjunto de cepillos consta de varias partes principales: cepillos y un portaescobillas que mantiene los cepillos en posición de trabajo.Las escobillas se presionan contra el conjunto colector del inducido (consiste en una serie de placas de cobre que son los contactos de los devanados del inducido), lo que asegura un suministro constante de corriente a los devanados del inducido durante su rotación.
Los cepillos iniciales son componentes importantes y críticos que deben describirse con más detalle.
Tipos y diseño de palas de arranque.
Estructuralmente, todos los cepillos de arranque son fundamentalmente iguales.Un cepillo típico consta de dos partes principales:
- Cepillo moldeado de material conductor suave;
- Conductor flexible (con o sin terminal) para suministro de corriente.
El cepillo es un paralelepípedo moldeado a partir de un material conductor especial a base de grafito.Actualmente, los cepillos de arranque están fabricados con dos materiales principales:
- Electrografito (EG) o grafito artificial.Material obtenido por prensado y tostado a partir de coque u otros materiales conductores a base de aglutinantes de carbono e hidrocarburos;
- Composites a base de grafito y polvo metálico.Los cepillos de cobre y grafito más utilizados se prensan a partir de grafito y polvo de cobre.
Los cepillos de cobre-grafito más utilizados.Debido a la inclusión de cobre, estos cepillos tienen menos resistencia eléctrica y son más resistentes al desgaste.Estos cepillos tienen varios inconvenientes, el principal de los cuales es el mayor efecto abrasivo, que conduce a un mayor desgaste del colector del inducido.Sin embargo, el ciclo de funcionamiento del motor de arranque suele ser corto (desde unas pocas decenas de segundos hasta varios minutos al día), por lo que el desgaste del colector es lento.
Uno o dos conductores flexibles de gran sección transversal están rígidamente fijados en el cuerpo del cepillo.Los conductores son de cobre, trenzados, tejidos a partir de varios alambres delgados (lo que proporciona flexibilidad).En las escobillas para arrancadores de baja potencia, generalmente se usa solo un conductor, en las escobillas para arrancadores de alta potencia, se fijan dos conductores en lados opuestos de la escobilla (para un suministro de corriente uniforme).La instalación del conductor se suele realizar mediante un manguito metálico (pistón).El conductor puede estar desnudo o aislado; todo depende del diseño de un arrancador en particular.Se puede ubicar un terminal al final del conductor para facilitar la instalación.Los conductores deben ser flexibles, lo que permite que la escobilla cambie de posición durante el desgaste y durante el funcionamiento del arrancador, sin perder contacto con el colector.
En el motor de arranque se utilizan varias escobillas, normalmente su número es 4, 6 u 8. En este caso, la mitad de las escobillas están conectadas a "tierra" y la otra mitad a los devanados del estator.Esta conexión garantiza que cuando se enciende el relé de arranque, se aplica corriente simultáneamente a los devanados del estator y del inducido.
Las escobillas están orientadas en el portaescobillas de tal manera que en cada momento se aplica corriente a determinados devanados del inducido.Cada cepillo está presionado contra el colector mediante un resorte.El portaescobillas, junto con las escobillas, es una unidad independiente que, si es necesario reparar o sustituir las escobillas, se puede desmontar e instalar fácilmente en su lugar.
En general, los cepillos de arranque son muy sencillos, por lo que son fiables y duraderos.Sin embargo, también necesitan mantenimiento y reparación periódicos.
Problemas de diagnóstico y reparación de escobillas de arranque.
Durante el funcionamiento, las escobillas de arranque están sometidas a un desgaste constante y cargas eléctricas importantes (al momento de arrancar el motor, una corriente de 100 a 1000 o más amperios fluye a través de las escobillas), por lo que con el tiempo disminuyen de tamaño y colapsan.Esto puede provocar una pérdida de contacto con el colector, lo que supone un deterioro del funcionamiento de todo el motor de arranque.Si el motor de arranque comienza a funcionar peor con el tiempo, no proporciona la velocidad angular necesaria de rotación del cigüeñal o no se enciende en absoluto, entonces conviene comprobar su relé, el estado de los contactos eléctricos y, finalmente, las escobillas.Si todo está en orden con el relé y los contactos, y el motor de arranque no funciona bien incluso cuando está conectado a la batería, sin pasar por el relé, entonces el problema debe buscarse en las escobillas.
Para diagnosticar y reemplazar escobillas se debe desmontar y desmontar el motor de arranque, en general el desmontaje se realiza de la siguiente manera:
- Desatornille los tornillos que sujetan la tapa trasera del motor de arranque;
- Retire la cubierta;
- Retire todos los sellos y abrazaderas (generalmente hay dos juntas tóricas, una abrazadera y una junta en el motor de arranque);
- Retire con cuidado el portaescobillas del colector de armadura.En este caso, las escobillas serán expulsadas por resortes, pero no sucederá nada terrible, ya que las piezas están sujetas por conductores flexibles.
Ahora es necesario realizar una inspección visual de las escobillas, evaluar el grado de desgaste y la integridad.Si las escobillas presentan un desgaste excesivo (tienen una longitud menor a la recomendada por el fabricante), grietas, torceduras u otros daños, entonces se deben reemplazar.Además, el juego completo de escobillas se cambia inmediatamente, ya que las escobillas viejas pronto pueden fallar y será necesario volver a realizar reparaciones.
El desmontaje de las escobillas se realiza en función de su tipo de fijación.Si los conductores simplemente están soldados, entonces conviene utilizar un soldador.Si hay terminales en los conductores, el desmontaje y la instalación se reducen a desatornillar / atornillar tornillos o pernos.La instalación de escobillas nuevas se realiza en orden inverso, mientras que es necesario controlar la confiabilidad de los contactos eléctricos.
Después de reemplazar las escobillas, el motor de arranque se ensambla en orden inverso y toda la unidad se instala en su lugar habitual.Los nuevos cepillos tienen una parte de trabajo plana, por lo que estarán "en funcionamiento" durante varios días, momento en el que se debe evitar el arranque con cargas elevadas.En el futuro, los cepillos de arranque no requerirán cuidados ni mantenimiento especiales.
Hora de publicación: 27 de agosto de 2023