Factores Clave en el Arranque

El rendimiento de un motor de arranque se ve afectado por varios factores determinantes:

• Tamaño del motor térmico: A mayor cilindrada, mayor será el par de arranque necesario.
• Tipo de motor: Diésel o gasolina, ya que las relaciones de compresión son diferentes.
• Rozamiento interno: La resistencia generada por las piezas móviles del motor.
• Temperatura del motor: Un motor frío requiere más fuerza para girar.
• Temperatura ambiente: Afecta tanto a la viscosidad del aceite como al rendimiento de la batería.

Principio de Funcionamiento

El motor de arranque es una máquina eléctrica capaz de transformar la energía eléctrica, proveniente de la batería, en energía mecánica para hacer girar el motor de combustión. Generalmente, son motores de corriente continua.

Su funcionamiento se basa en el principio de que sobre un conductor por el que circula una corriente eléctrica, y que está sometido a un campo magnético, aparece una fuerza. Como una espira tiene dos conductores por donde la corriente circula en sentidos opuestos, se generan fuerzas iguales y opuestas a cada lado, lo que produce un par de giro que hace rotar el motor.

Para maximizar este efecto, el campo magnético debe ser lo más intenso posible. El motor está rodeado de una carcasa magnética y se utilizan varias espiras para eliminar puntos muertos y obtener un par de giro constante.

Estructura y Componentes Principales

Conjunto Inducido (Rotor)

Es la parte giratoria del motor. Sobre ella se induce el movimiento que provoca el giro. Sus partes son:

• Eje: Soporte donde se montan los demás componentes del inducido. Se apoya en dos cojinetes y presenta un estriado helicoidal.
• Núcleo: Conjunto de placas o láminas de acero montadas sobre el eje, que sirve de soporte para los arrollamientos.
• Bobinado: Arrollamientos de cobre aislados que se montan alrededor del núcleo. Son los responsables de crear el campo magnético que hace girar el inducido.
• Colector (o delgas): Conjunto de láminas de cobre, aisladas entre sí y del eje. Cada lámina (delga) está conectada a un extremo del arrollamiento del bobinado.

Conjunto Inductor (Estator)

Su función es generar un campo magnético estacionario y potente. Se compone de:

• Carcasa: Estructura de acero que aloja y soporta el conjunto inductor.
• Bobinas inductoras: Hechas de hilo de cobre de gran sección, van aisladas entre sí y de las masas polares.
• Expansiones polares (o masas polares): Núcleos de hierro con forma de «T» curvada, sujetos con tornillos a la carcasa, que concentran el campo magnético.
• Escobillas: Elementos de carbón-grafito que transmiten la corriente eléctrica al inducido a través del colector. Generalmente, hay dos positivas (+) y dos negativas (-).

Contactor o Solenoide (Relé de Arranque)

Es un potente relé que cumple una doble función: cerrar el circuito de alta corriente entre la batería y el motor de arranque, y accionar el mecanismo de engrane.

• Solenoide: Compuesto por espiras de cobre arrolladas sobre un tubo de acero. Suele tener dos bobinados: uno de accionamiento y otro de retención.
• Núcleo móvil: Se desplaza por el interior del solenoide. Por un lado, tiene una chapa de contacto y, por el otro, acciona la horquilla.
• Muelle de recuperación: Devuelve el núcleo a su posición de reposo.

Conjunto de Engrane (Bendix)

Se encarga de transmitir el giro y las revoluciones desde el inducido hasta el volante motor del motor térmico.

• Eje soporte y piñón de ataque: El piñón es el engranaje que se acopla a la corona del volante motor.
• Muelle de compresión: Ayuda en el desplazamiento del piñón.
• Sistema de rueda libre: Mecanismo que impide que, una vez arrancado el motor térmico, su giro se transmita de vuelta al motor de arranque, protegiéndolo de un exceso de revoluciones.
• Reductora (en algunos modelos): Aumenta el par de giro.

Otros Componentes

• Tapa del lado de accionamiento: Cubre y soporta el conjunto de engrane.
• Tapa del lado del colector: Aloja el portaescobillas.

Desglose de Partes

Una lista detallada de los componentes incluye:

• Horquilla
• Tapa soporte del lado de accionamiento
• Eje del conjunto de engrane
• Piñón de ataque
• Rueda libre
• Muelle de compresión del piñón
• Núcleo del inducido
• Carcasa
• Bobinado del inducido
• Escobilla negativa (-)
• Eje del inducido
• Colector de delgas
• Tapa soporte del colector
• Bobinado inductor
• Escobilla positiva (+)
• Interruptor (Contactor)
• Núcleo del solenoide
• Bobinado de retención y activación
• Terminal 50 (señal de arranque)
• Terminal 30 (positivo directo de batería)
• Muelle de recuperación de la horquilla

Proceso de Funcionamiento

Fase de Conexión y Arranque

El proceso se inicia con la llave de contacto, un conmutador que recibe corriente directa de la batería y la distribuye a diferentes circuitos según su posición: Bloqueo, Accesorios, Contacto y Arranque. Al girar a la posición de arranque, se envía una señal eléctrica al terminal 50 del contactor (a menudo a través de un relé intermedio para proteger el interruptor de la llave). Es fundamental que el cableado esté en buen estado.

1. La corriente llega al terminal 50 del contactor, energizando las bobinas del solenoide.
2. Las bobinas crean un campo magnético que desplaza el núcleo móvil.
3. El núcleo móvil empuja un extremo de la horquilla, que bascula y desplaza el conjunto de engrane, haciendo que el piñón se acople con la corona del volante motor.
4. Simultáneamente, el núcleo cierra el contacto principal del contactor, permitiendo el paso de una alta corriente desde la batería (terminal 30) hacia el conjunto inductor.
5. La corriente alimenta las bobinas inductoras, creando un potente campo magnético en el estator.
6. La corriente también llega al bobinado del inducido a través de las escobillas y el colector.
7. La interacción entre el campo magnético del inductor y la corriente en el inducido genera una fuerza que provoca el giro del rotor.
8. Al estar engranados el piñón y la corona, el motor de arranque hace girar el motor térmico.
9. Una vez que el motor térmico arranca y supera las revoluciones del motor de arranque, la rueda libre actúa, impidiendo que el giro se transmita en sentido contrario y se queme el motor de arranque.

Fase de Desconexión

1. Al soltar la llave de la posición de arranque (vuelve a la posición de contacto), se deja de alimentar el terminal 50 del contactor.
2. El campo magnético del solenoide desaparece, y el núcleo móvil vuelve a su posición original gracias al muelle de recuperación.
3. La horquilla retrocede, y el piñón se desengrana de la corona del volante motor.
4. Se interrumpe el paso de corriente al bobinado inducido y al conjunto inductor, y el motor de arranque deja de girar.

Tipos de Motores de Arranque

Según el tipo de excitación:

• Excitación en serie: Ofrece un par de giro muy elevado en el arranque, pero alcanza velocidades muy altas en vacío, por lo que no puede funcionar mucho tiempo en esas condiciones.
• Excitación en paralelo (shunt): Alcanza una velocidad de giro y la mantiene relativamente constante.
• Excitación compuesta (compound): Combina las anteriores para limitar la velocidad en vacío y facilitar el acoplamiento.
• Excitación por imanes permanentes: Son de bajo peso, ofrecen un par de arranque moderado y altas revoluciones. Suelen llevar una reductora para aumentar el par.

Según el sistema de engrane:

• Engrane por horquilla y contactor: Es el sistema más común, descrito anteriormente.
• Piñón libre y engrane por inercia: Un sistema más antiguo donde el eje del inducido gira con rapidez. La inercia desplaza el piñón a través de unas acanaladuras helicoidales hasta que engrana con el volante motor. Cuando el motor térmico arranca, su mayor velocidad impulsa el piñón hacia atrás, desengranándolo.

Mantenimiento Básico

• Comprobar que las tuercas de fijación del motor de arranque estén bien apretadas.
• Asegurarse de que los terminales eléctricos estén limpios, sin corrosión, y que los cables no presenten roturas ni falta de aislamiento.
• Si se retira la tapa de las escobillas, verificar que estas se mueven libremente en sus alojamientos. Si no es así, limpiar la zona con un producto adecuado (como un limpiador de contactos o gasolina con precaución).
• Comprobar la longitud de las escobillas para detectar un desgaste excesivo y verificar su aislamiento.
• Inspeccionar la superficie del colector. Si está sucia, se puede limpiar con un trapo seco presionándolo suavemente mientras se hace girar el inducido.

Etiquetas: bendix, motor de arranque, piñón de ataque, solenoide