20100126 - Apostila participante RTA

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Palestra Técnica – Apostila Aluno

Revisão: Janeiro de 2010 – Gerson NERATH / Jeser MADUREIRA / Robson FERREIRA

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Alternadores e Motores de Partida

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Onde Encontrar?

I2009 I 3

Pontos de distribuição ValeoSistemas Elétricos

UF DistrAC 6AM 14AP 1BA 18CE 7DF 19ES 14GO 11MA 1MG 22MS 11MT 14PA 8PB 2PE 11PI 2PR 27RJ 34RN 8RO 15RR 1RS 17SC 12SE 3SP 105TO 3

Total 386

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I2009 I 5

Corrente elétrica (como intensidade)� Definição: a corrente elétrica é caracterizada por um deslocamento de cargas

elétricas, em geral, dos elétrons. Sua intensidade é expressa pela quantidade de cargas em movimento e sua velocidade

� Normalmente reflete a energia elétrica necessária para o veículo e, como conseqüência do tamanho do alternador

� Analogia: a quantidade de água em uma correnteza e taxa de fluxo.

� Sem corrente elétrica não há transmissão de energia. A corrente é perigosa para os seres humanos (superior a 30 mA)

Magnitudes FísicasEletricidade

A Unidade: AmpèreSimbolo: A or mA

(as vezes Amp)

I2009 I 6

Voltagem (Tensão)� Definição: A voltagem (tensão elétrica) é a capacidade (potencial) para criar uma

corrente elétrica

� Tensão elétrica é o padrão para todos os aparelhos elétricos para trabalhar no veículo (12V para automóveis de passageiros, 24V para caminhões)

� Analogia: A tensão pode se comparar com a pressão da água em uma torneira. Com uma pressão elevada, é possível, no mesmo lapso de tempo, dar-se vazão a uma maior quantidade de água. A alta tensão elétrica, portanto, torna possível fazer circular mais eletricidade.

� A alta voltagem pode tornar-se perigosa, porque pode gerar uma corrente mortal (exemplo: o relâmpago)


V Unidade: VoltSimbolo: V or mV

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I2009 I 7


W Unidade: WattSimbolo: W or KWUnidade antiga: CavaloVapor (1 CV = 736 W)

ENERGIA ELÉTRICA� Definição: A energia elétrica é a velocidade

da conversão de energia elétrica em outra forma de energia (em calor, luz ou movimento) ou de conversão oposta

� A potência do motor de arranque é a quantidademáxima de energia que ele pode oferecer para iniciar o arranque do motor térmico.

� Analogia: A velocidade de conversão de energia (química) do combustível em energiamecânica, expressa a potência do motortérmico. Motor do caminhão, em comparaçãocom um motor de carro passageiro.

CAPACIDADE DE CARGA ELÉTRICA� Definição: quantidade de carga

elétrica que pode ser armazenada em uma bateria

� Analogia: Capacidade de um tanque de combustível influencia diretamente a autonomia de um veículo

� Capacidade da bateria do carro: a partir de 35 Ah até 100 Ah

I2009 I 8

ALGUMAS RELAÇÕES FUNDAMENTAIS

Sem retornar à matemática ou considerações de ordem física, é necessário manter a seguinte relação

P = UIPotência (Watts) = Tensão (V) X Intensidade (A)

aplicação: motor partida 1.2KW


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I2009 I 9

Magnitudes FísicasMagnetismo

O campo magnético é um dos elementoschave que permitem o trabalho do motor de arranque e alternador

2 maneiras de produzir um campo magnético:

Ímã permanente� Sinal magnético proporcional ao tamanho do imã

Élétro-Ímã� Maior força magnética para restrição de menor dimensão

� Feita de núcleo de ferro dentro de uma fiação de cobre

� Bobinado

I2009 I 10

Magnitudes FísicaMagnetismo

Uma base física para motor partida e alternadores: a INDUÇÃO� Quando você tem 2,

é necessário ter o um terceiro

Alternador� O motor conduz o rotor através de correia (1). A conexão elétrica neste rotor irá gerar um

campo magnético. Através da indução, o estator é abastecido de campo elétrico alternado trifásico (2)

� Campo magnético (rotor) + Movimento (rotor) �� Corrente (estator)

Motor Partida� O induzido, colocado eletricamente carregado e colocado no campo magnético criado pelo

ímã ou elétro-imá está girando. Esse movimento impulsiona o giro do motor através da unidade de pinhão

� Campo magnético (conexão) + Corrente �� Movimento (induzido)

3o caso comum para motor de arranque e alternador� A corrente elétrica está gerando um sinal magnético no rotor (alternador) ou no eletro-imã

(motor partida)� Corrente �� Campo magnético

Movimento

Campo MagnéticoCorrente

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Alternadores

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I2009 I 12

Visualização do funcionamento do alternador

Para gerar uma corrente elétrica, um eletroimã (o r otor) deve rodar dentro de uma bobina condutiva (estator).

1) O rotor é movimentado pela rotação da polia

(não há geração de energia)

2) Combinando o movimento do rotor com o campo

magnético do estator, uma corrente é gerada.

3) O estator recolhe corrente alternada, que é

transformada em corrente direta pelo retificador.

4) A corrente está disponível para fornecer energia

aos dispositivos elétricos e carregar a bateria. Consumidores

elétricos

I2009 I 13

O ESTATOR

O estator é um condutor elétrico passivo feito de 3 enrolamentosindependentes (portanto, uma corrente de 3 fases). Ele é a base da força eletromotiva induzida pelo rotor.

Os três condutores elétricos são envolvidos em volta de uma peça metálica conhecida como ‘pack’. Na verdade, esta é uma pilha de lâminas obtidas cortando, enrolando e soldando.

A inspeção da qualidade do ‘cilindro’ é um alvo de várias verificações durante a fabricação, ja que este determina a performance acústica do alternador pronto.

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I2009 I 14

O ROTOR

A função do rotor é de produzir um campo magnético que é essencial para a geração da voltagem induzida,o rotor representa no alternador um eletroimâproporcionando um campo magnético (N e S ) para indução no estator

O enrolamento em cobre é montado em volta de um núcelo de aço doce, o que melhora a passágem do fluxo magnético.

A corrente que alimenta o rotor passaatravés de anéis coletores montados em uma peça conhecida como ‘coletor’.

Uma tensão muito alta na bateria irá cortar a alime ntação elétrica do rotor, enquanto uma tensão muito baixa permitirá su a alimentação;

Esta função de ‘controlador’ tem o apoio do regulad or

I2009 I 15

O retificador deve corrigir cada alternância negati va da corrente para obter uma corrente retificada (veja o diagrama a seguir):

O retificador é composto de:� Diodos de retificação

� Radiador para resfriamento dos diodos

� Um trio de diodos que alimentam o rotor

para reguladores de uma função

O RETIFICADOR

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I2009 I 16

Polia é a ligação mecânica entre o alternador e seu ambie nte e transfere todaa energia necessária pelo alternador para produzir eletri cidade

Muitas tecnologias existentes, da básica para um trasnfe rência baixa de energia às muito técnica para alta transferência ou absorçã o de vibração

Ranhura simples� Correia trapezoidal

� Ranhura grande para assegurar a montagem da correia

� Aplicações antigas

Polia Dupla

Poli-Ranhuras (Poly-V)� Vários pequenas ranhuras para permitir maior torque

de transmissão através do acoplamento da correia com

compressor do A/C, direção hidráulica

� Menor inércia & espessura da correia do que a simples

� Menor rigidez, facilidade de montagem em um ambiente dificil do motor

ALTERNADORESA polia– simples e multipla

I2009 I 17

POLIA DE RODA LIVRE

Rodas livres (design patenteado de rolamento de agulha)

� Necessário para absorver aciclismo do motor

(motor a dísel de injeção direta). 493822.

Se não, existe o risco de parafusos

se soltarem, salto da correia, desgaste

rápido do alternador devido à vibração

acíclica.

� Diâmetro mínimo possível: 47mm

Rodas livre 493839. Scénic

(rolamento de esferas + design patenteado de sistema

de molas de embreagem)

� Para as mesmas tarefas que as acima só que

com diâmetro mínimo possível de 55 mm

e polia maior

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I2009 I 18

O regulador é um dispositivo eletrônico que mantem a voltagem a um valor aceitável para a bateria. Esta voltágem é determina da pelo fabricante.

A regulação da voltagem é feita atuando sobre o for necimento elétrico do rotor – esta é a função do regulador.

O regulador age como se fosse um “controlador”.� Ele aumenta a excitação do rotor quando a voltagem nos terminais da bateria atravessam abaixo de

uma limiar fixa.

� It increases excitation of the rotor when voltage at the battery terminals.

� e reduz a corrente quando ela ultrapassa um teto fixo. A limiar e o teto são fixados e pré-determinados.

Uni-funcional: somente regulação

Multi-funcional: regulação e envio de dados (Chip)� Mecatrônica embarcada

FUNÇÃO DO REGULADOR

I2009 I 19

SIMPLES > Regulador eletro-magnético simples (1981)� 60 Melhorias na cerâmica

YL/ZL > Uni ou multi funcional� 100 melhoras no circuito impresso

YH/ZH > Uni ou multi funcional� 60 melhoras no substrato de cerâmica

YV/YV > Uni ou multi funcional (1985/1989)� 10 melhoras, qualidade de alta regulação,

� Completamente isolado (tecnologia TO3)

YM/ZM > Compacto, carga progressiva,� 10 melhoras, Maior qualidade de regulação 12V para YM, 24V para ZM

� Equipa VI e novas gerações (SG/TG)

EVOLUÇÃO DO REGULADOR

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I2009 I 20

Terminal W� Permite o envio de informações para o tacômetro do veículo em veículos Diesel

� Terminal W estão desaparecendo nas recentes aplicações devido ao uso de centralina

B+� Alimentação da bateria

B-� Permite o aterramento no veículo (necessário apenas em veículos com aterramento ou problemas de

comprimento do fio)

� Necessárias em aplicações específicas (exército, marinha ...)

L = D+� Permite de iluminação lâmpada para alternador com mono-regulador de função (mini)

S = Sense� Verifica a tensão real da bateria contra tensão enviada pelo regulador

� Necessárias para verificar o nível de fuga de tensão no fio

� Usado no caso com longos fios da bateria (ou seja, fixo oposto ao do motor)

ALTERNADORConectores

I2009 I 23

� Tecnologia Exclusiva

� Ventilação interna

� Baixo nível de ruído

� Mais leve e mais compacto

� Fácil manutenção e instalação

� Diodos incorporados no mancal

� Melhor troca térmica

� Maior desempenho

VANTAGENS

ALTERNADOR VALEO SG

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I2009 I 24

VANTAGENS

ALTERNADOR VALEO SG

I2009 I 25

Descrição das Siglas

SG12SxxxSG9Bxxx

Geração dos Geração dos AlternadoresAlternadoresSG SG –– SegundaSegunda GeraçãoGeraçãoTG TG –– TerceiraTerceira GeraçãoGeraçãoFG FG –– QuartaQuarta GeraçãoGeraçãoCG CG –– QuintaQuinta GeraçãoGeração

AmperagemAmperagem

FixaçãoFixação do Estatordo EstatorB B -- BridaBrida

S S –– SanduicheSanduicheC C -- ColadoColado

NúmeroNúmero SequencialSequencial

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I2009 I 27

ALTERNADORESCausas maiores quebras

Conecção �� 16%

Rolamento & Escovas* ��

16%

Regulador �� 4%

Causas externas �� 54%� Motor

� Choques

� Vazamento (oleo, gasoline)

� …..

Outros �� 9%� Polia solta

� Trava de polia solta

� ……

I2009 I 28

O alternador não funciona e está sujo com óleo ou o utras substâncias

� O alternador foi quebrado por causa de fatores externos. Pode acontecer de novo se o problema externo não é resolvido

Baixa ou nenhuma carga do alternador (luz de alerta está ligada)� Muitas vezes, curto-circuito ou conexões danificadas alinhada ao rotor

� Desgaste das escovas e coletor

� Alguns diodos do retificador pode estar desgastado

Alternador barulhento (ruído na polia)

� Rolamento pode estar gasto ou danificado

� Possíveis descentralização do rotor

ALTERNADORESQuebras

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I2009 I 29

Observado defeito no veículo: nenhuma carga, luz de advertência

Observado defeito na máquina: peças metálicas estranhas estão em contato com o coletor

Causa: curto-circuito, pois os dois caminhos do coletor estão "ligados" à peça metálica

Observado defeito no veículo: nenhuma carga, luz de advertência

Observado defeito na máquina: escovas estão desgastados

Causa: porta-escova não está bem posicionado

ALTERNADORQuebras

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Motores de

Partida

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I2009 I 33

Tipo de motor

Quanto mais antigo o motor, menor sua eficiência na ignição. Será mais

dificil dar partida no motor.

Princípios do motor de arranque

Os motores de veículos necessitam de uma força rota cional externa para iniciar o ciclo de combustão: isto é feito pelo mot or de arranque.

O pinhão do motor de arranque movimenta o anel dent ado do veículo utilizando o princípio de engrenagem redutora� Um pinhão pequeno rotaciona em alta velocidade e aplica um torque baixo.

� Um anel dentado grande gira em baixa velocidade mas possúi um torque alto.

Condições climáticas

Quanto mais frio, mais dificil será dar partida no motor devido ao torque de resistência consideravelmente maior.

Transformando energia elétrica em energia mecânica.

I2009 I 34

Princípio:� Ao girar a chave, movemos o engatador para posicionar o pinhão do motor de arranque no anel posicionar o pinhão do motor de arranque no anel

dentado do motor (1).dentado do motor (1).

� O pinhão transfere o movimento para o anel dentado (2) e depois se desprende quando o motor depois se desprende quando o motor começa a rodarcomeça a rodar.

� Este desprendimento serve para evitar movimentar o pinhão do motor de arranque em velocidades muito altas, que gera um risco de velocidade excessiva, barulhos e rápido desgaste.

Visualização do funcionamento do motor de arranque

1 2

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I2009 I 35

Motores de arranque Tipo-bico� Este tipo de motor de ignição é utilizado na maioria dos carros particulares.

� A abertura do bico do suporte do motor de ignição, que é essencial para transmitir o movimento rotacional do pinhão ao anel dentado de ignição, permite a entrada de água, pó e lama que poderiam impedir o funcionamento adequado do motor de arranque (corrosão, bloqueio, etc.).

Principais benefícios:� Montagem fácil e econômica

Arranques Valeo: Tipo bico

I2009 I 36

Arranque Valeo: Pinhão para fora

Motores com arranques tipo Pinhão para fora� Para ambientes mais severos, a Valeo recomenda motores com

arranques tipo Pinhão para fora.

� Mais caro e utilizado especificamente para veículos com caixas de embreagem abertas, para veículos com transmissão nas quatro rodas, assim como utilitarios ou de fazenda.

� O suporte, que é completamente fechado, evita que o motor sofra danos por jatos de água, pó e lama.

Principais benefícios :� Excelente proteção contra vazamento do suporte do motor de arranque

Usos� Vários veículos VW, Audi, Seat e Mitsubishi

Anotações





I2009 I 38

O redutor

Todos os arranques não possuem um redutor. A função deste é de reduzir o esforço da arranque para aumentar sua potência dese nvolvida.

As arranques podem ter tanto um redutor simples (“r odas” paralelas somente no D9R) ou um conjunto de redutores epicíclicos (1) (e m outras arranques com redutor).� O conjunto epicíclico permite a centralização de esforços em direção ao eixo e evita

descentralização do motor em relação ao eixo da transmissão de pinhão

� De acordo com os tipos, redução de 3 a 5

O redutor divide a potência do arranque entre

o torque e a velocidade para adequar-se

às necessidades do motor.

1

I2009 I 39

Solenóide do arranque

Identificação dos terminais� 1) Terminal de excitação

– Garante o movimento do contato móvel

� 2) Conectado ao terminal “+” da bateria– Fonte de corrente inicial

� 3) Conectado ao motor elétrico de arranque

� M) Terra

� Optional– 15A (auxiliar) para tarefas com motores

velhos a gasolina ou álcool. – O contato é fechado no mesmo tempo

que o contato principal e alimenta diretamente a bobina de ignição para enitar queda de tensão

� Alguns solenóides utilizam parafusosauto-atarrachantes

Anotações





I2009 I 40

Componentes

INDUTORINDUTOR� Criar um campo magnético fixo localizado numa região bem

determinada do espaço , afim de induzir uma força de rotação

no rotor (induzido).

I2009 I 41

Componentes

INDUTORINDUTOR� Porta escovas - alojar e guiar as escovas e ainda assegurar

uma força de contato mecânico entre as escovas e o coletor do

induzido, permitindo a passagem de corrente através dos mesmos.

Anotações





I2009 I 42

Componentes

INDUZIDOINDUZIDO� Estando sujeito ao campo magnético gerado pelo indu tor,

tem a função de dar movimento de rotação ao conjunt o girante

do motor de partida.

I2009 I 43

Componentes

INDUZIDOINDUZIDO� Coletor - disponibilizar energia elétrica às espiras do induzido

� Escovas - permitindo o fechamento do circuito

elétrico, disponibilizando energia para as espiras de

forma seqüencial (comutação).

Anotações





I2009 I 44

Componentes

ARRASTADORARRASTADOR� Assegurar a transmissão do movimento de

rotação do induzido ao motor térmico

� Roda Livre

� Facilitar o engrenamento AMORTECEDORDE ACOPLAMENTO

I2009 I 45

Componentes

CHAVE MAGNÉTICACHAVE MAGNÉTICA�� Deslocamento do conjunto de comando, permitindoDeslocamento do conjunto de comando, permitindo

o avanço do arrastador, e assim o o avanço do arrastador, e assim o engrenamentoengrenamento ..

�� Alimentação do motor, graças ao fechamento doAlimentação do motor, graças ao fechamento do

contato entre os dois bornes de potênciacontato entre os dois bornes de potência

Anotações





I2009 I 46

Componentes

SUPORTE DIANTEIRO E MANCAL TRASEIRO� Sustentar o conjunto girante.

� Fixar o motor de partida no motor térmico

� Rolamentos

� Buchas Sinterizadas

� Limitadores de curso para o

eixo do induzido

ELEMENTOS DE FIXAÇÃO� Tirantes

� Parafusos – Chave Magnetica

� OBS.: Alguns solenóides utilizam de

parafusos auto-atarrachantes

I2009 I 48

CONCORRÊNCIA

� Tecnologia: Redutor+imãs

� Aplicação: Motores 1.0 => 1.8

� Características:

PESADO E GRANDE

MUITOS COMPONENTES

ALTO CUSTO

� Tecnologia: D7E (Ataque direto)

� Aplicação: Motores 1.0 => 1.8

� Vantagens:

MAIS LEVE E COMPACTO

MENOS componentes,

BAIXO Custo

MAIOR desempenho

MOTOR DE PARTIDA VALEOD7E

Anotações





I2009 I 49

D7E� Tecnologia sem redutor (de 0,7KW até 1,05KW)� Escovas compactas, poucos componentes

� Indutor de tecnologia compacto� Reduzido e compacto, além do modelo BOSCH

D7RS� Pinhão fora do motor de arranque, proteção do sistema

� Para veículos Diesel, gasolina e flex

TS� Ùltima técnologia com magnetismo

� Compacto e mais leve, menor quantidade de componentes� Melhor desempenho� Extensão do range de aplicação de potência (0.7KW até 3.5kW)

MOTOR DE PARTIDA – GAMAEvolução tecnologica– linha atual

D6RA/D6G� Tecnologia com redutor� Escovas antigas com grande quantidade de componentes� Bobina de campo modeo antigo de baixa eficiência

� Similar aos modelos Bosch

I2009 I 50

Descrição das Siglas

D7ESxxD6RAxx

Motor de Motor de PartidaPartida((DémarreurDémarreur))

DiâmetroDiâmetro do do IndutorIndutor

AcoplamentoAcoplamento diretodireto

Pinhão Pinhão LivreLivre

MagnéticoMagnéticoRedutorRedutor

NúmeroNúmero SequencialSequencial

Anotações





I2009 I 52

Oxidação �� 5%

Outros �� 23%� Montagem na oficina

� Torque aperto parafuso

� Uso indevido

� ……

Garfo/ Pinhão �� 23%

Montagem ��

2%

Externo �� 47%� Motor

� Choques

� Vazamento (oleo, gasoline)

� Poeira Volante/embreagem

� …..

Motores de partidaCausas de quebras

I2009 I 53

Observado defeito no veículo: MP não da partida no motor ou não tem força suficiente

Observado defeito na máquina: a máquina apresenta sinais de aquecimento em excesso (1), pode estar queimado (2), pinhão está azul (3)

Causa: o pinhão ficou preso no volante e causou a queima completa do MP (centrifugação)

Motor partidaQuebras

Anotações





I2009 I 54

Observado defeito no veículo: o motor de arranque "vira", mas não o da partida no motor, o ruído forte quando ocorreu a avaria

Observado defeito na máquina: o eixo da armadura quebrou pouco antes do pinhão

Causa: excesso de choques no motor ou má montagem do motor de arranque

Motor partidaQuebras

Observado defeito no veículo: o motor de arranque não da partida no motor e existe umbarulho muito grande, no motor de partida

Observado defeito na máquina: nariz quebradoou danificado

Causa: defeito na composição original de alumínio, excesso de vibrações no ambiente de motor ou prejudiciais do nariz durante a produçãode arranque

Anotações





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