AUTOMANIACO - Apostila participante RTA (Alternadores e Motores de Arranque)

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Palestra Tcnica Apostila Aluno

Reviso: Janeiro de 2010 Gerson NERATH / Jeser MADUREIRA / Robson FERREIRA

Propriedade Valeo reproduo proibida sem prvia autorizao 1 de 26

www.valeoservice.com.br Rua Sadae Takagi, 2000 So Bernardo do Campo SP - CEP 09852-070 SAC 0800 0 12 15 11

Alternadores e Motores de Partida

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Onde Encontrar?

I2009 I 3

Pontos de distribuio ValeoSistemas Eltricos

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 eltrica (como intensidade) Definio: a corrente eltrica caracterizada por um deslocamento de cargas

eltricas, em geral, dos eltrons. Sua intensidade expressa pela quantidade de cargas em movimento e sua velocidade

Normalmente reflete a energia eltrica necessria para o veculo e, como conseqncia do tamanho do alternador

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

Sem corrente eltrica no h transmisso de energia. A corrente perigosa para os seres humanos (superior a 30 mA)

Magnitudes FsicasEletricidade

A Unidade: AmpreSimbolo: A or mA(as vezes Amp)

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Voltagem (Tenso) Definio: A voltagem (tenso eltrica) a capacidade (potencial) para criar uma

corrente eltrica Tenso eltrica o padro para todos os aparelhos eltricos para trabalhar no veculo

(12V para automveis de passageiros, 24V para caminhes) Analogia: A tenso pode se comparar com a presso da gua em uma torneira. Com

uma presso elevada, possvel, no mesmo lapso de tempo, dar-se vazo a uma maior quantidade de gua. A alta tenso eltrica, portanto, torna possvel fazer circular mais eletricidade.

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


V Unidade: VoltSimbolo: V or mV

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

ENERGIA ELTRICA Definio: A energia eltrica a velocidade

da converso de energia eltrica em outra forma de energia (em calor, luz ou movimento) ou de converso oposta

A potncia do motor de arranque a quantidademxima de energia que ele pode oferecer para iniciar o arranque do motor trmico. Analogia: A velocidade de converso de

energia (qumica) do combustvel em energiamecnica, expressa a potncia do motortrmico. Motor do caminho, em comparaocom um motor de carro passageiro.

CAPACIDADE DE CARGA ELTRICA Definio: quantidade de carga

eltrica que pode ser armazenada em uma bateria

Analogia: Capacidade de um tanque de combustvel influencia diretamente a autonomia de um veculo

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

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ALGUMAS RELAES FUNDAMENTAISSem retornar matemtica ou consideraes de ordem fsica, necessrio manter a seguinte relao

P = UIPotncia (Watts) = Tenso (V) X Intensidade (A)

aplicao: motor partida 1.2KW


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I2009 I 9

Magnitudes FsicasMagnetismo

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

2 maneiras de produzir um campo magntico:

m permanente Sinal magntico proporcional ao tamanho do im

ltro-m Maior fora magntica para restrio de menor dimenso Feita de ncleo de ferro dentro de uma fiao de cobre Bobinado

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Magnitudes FsicaMagnetismo

Uma base fsica para motor partida e alternadores: a INDUO Quando voc tem 2,

necessrio ter o um terceiro

Alternador O motor conduz o rotor atravs de correia (1). A conexo eltrica neste rotor ir gerar um

campo magntico. Atravs da induo, o estator abastecido de campo eltrico alternado trifsico (2)

Campo magntico (rotor) + Movimento (rotor) Corrente (estator)

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

m ou eltro-im est girando. Esse movimento impulsiona o giro do motor atravs da unidade de pinho

Campo magntico (conexo) + Corrente Movimento (induzido)

3o caso comum para motor de arranque e alternador A corrente eltrica est gerando um sinal magntico no rotor (alternador) ou no eletro-im

(motor partida) Corrente Campo magntico

Movimento

Campo MagnticoCorrente

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Alternadores

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I2009 I 12

Visualizao do funcionamento do alternador

Para gerar uma corrente eltrica, um eletroim (o rotor) deve rodar dentro de uma bobina condutiva (estator).

1) O rotor movimentado pela rotao da polia

(no h gerao de energia)2) Combinando o movimento do rotor com o campo

magntico do estator, uma corrente gerada.

3) O estator recolhe corrente alternada, que

transformada em corrente direta pelo retificador.

4) A corrente est disponvel para fornecer energia

aos dispositivos eltricos e carregar a bateria. Consumidores

eltricos

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O ESTATOR

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

Os trs condutores eltricos so envolvidos em volta de uma pea metlica conhecida como pack. Na verdade, esta uma pilha de lminas obtidas cortando, enrolando e soldando.

A inspeo da qualidade do cilindro um alvo de vrias verificaes durante a fabricao, ja que este determina a performance acstica do alternador pronto.

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I2009 I 14

O ROTOR

A funo do rotor de produzir um campo magntico que essencial para a gerao da voltagem induzida,o rotor representa no alternador um eletroimproporcionando um campo magntico (N e S ) para induo no estator

O enrolamento em cobre montado em volta de um ncelo de ao doce, o que melhora a passgem do fluxo magntico.

A corrente que alimenta o rotor passaatravs de anis coletores montados em uma pea conhecida como coletor. Uma tenso muito alta na bateria ir cortar a alimentao eltrica do rotor, enquanto uma tenso muito baixa permitir sua alimentao;

Esta funo de controlador tem o apoio do regulador

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O retificador deve corrigir cada alternncia negativa da corrente para obter uma corrente retificada (veja o diagrama a seguir):

O retificador composto de: Diodos de retificao Radiador para resfriamento dos diodos Um trio de diodos que alimentam o rotor

para reguladores de uma funo

O RETIFICADOR

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I2009 I 16

Polia a ligao mecnica entre o alternador e seu ambiente e transfere todaa energia necessria pelo alternador para produzir eletricidade

Muitas tecnologias existentes, da bsica para um trasnferncia baixa de energia s muito tcnica para alta transferncia ou absoro de vibrao

Ranhura simples Correia trapezoidal Ranhura grande para assegurar a montagem da correia Aplicaes antigas

Polia Dupla

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

de transmisso atravs do acoplamento da correia comcompressor do A/C, direo hidrulica

Menor inrcia & espessura da correia do que a simples Menor rigidez, facilidade de montagem em um ambiente dificil do motor

ALTERNADORESA polia simples e multipla

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POLIA DE RODA LIVRE

Rodas livres (design patenteado de rolamento de agulha) Necessrio para absorver aciclismo do motor

(motor a dsel de injeo direta). 493822.Se no, existe o risco de parafusos se soltarem, salto da correia, desgaste rpido do alternador devido vibrao acclica.

Dimetro mnimo possvel: 47mm

Rodas livre 493839. Scnic(rolamento de esferas + design patenteado de sistema de molas de embreagem) Para as mesmas tarefas que as acima s que

com dimetro mnimo possvel de 55 mm e polia maior

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I2009 I 18

O regulador um dispositivo eletrnico que mantem a voltagem a um valor aceitvel para a bateria. Esta voltgem determinada pelo fabricante.

A regulao da voltagem feita atuando sobre o fornecimento eltrico do rotor esta a funo do regulador.

O regulador age como se fosse um controlador. Ele aumenta a excitao 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 so fixados e pr-

determinados.

Uni-funcional: somente regulao

Multi-funcional: regulao e envio de dados (Chip) Mecatrnica embarcada

FUNO DO REGULADOR

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SIMPLES > Regulador eletro-magntico simples (1981) 60 Melhorias na cermica

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

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

YV/YV > Uni ou multi funcional (1985/1989) 10 melhoras, qualidade de alta regulao, Completamente isolado (tecnologia TO3)

YM/ZM > Compacto, carga progressiva, 10 melhoras, Maior qualidade de regulao 12V para YM, 24V para ZM Equipa VI e novas geraes (SG/TG)

EVOLUO DO REGULADOR

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I2009 I 20

Terminal W Permite o envio de informaes para o tacmetro do veculo em veculos Diesel Terminal W esto desaparecendo nas recentes aplicaes devido ao uso de centralina

B+ Alimentao da bateria

B- Permite o aterramento no veculo (necessrio apenas em veculos com aterramento ou problemas de

comprimento do fio) Necessrias em aplicaes especficas (exrcito, marinha ...)

L = D+ Permite de iluminao lmpada para alternador com mono-regulador de funo (mini)

S = Sense Verifica a tenso real da bateria contra tenso enviada pelo regulador Necessrias para verificar o nvel de fuga de tenso no fio

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

ALTERNADORConectores

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Tecnologia Exclusiva

Ventilao interna

Baixo nvel de rudo

Mais leve e mais compacto

Fcil manuteno e instalao

Diodos incorporados no mancal

Melhor troca trmica

Maior desempenho

VANTAGENS

ALTERNADOR VALEO SG

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I2009 I 24

VANTAGENS

ALTERNADOR VALEO SG

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Descrio das Siglas

SG12SxxxSG9Bxxx

Gerao dos Gerao dos AlternadoresAlternadoresSG SG SegundaSegunda GeraoGeraoTG TG TerceiraTerceira GeraoGeraoFG FG QuartaQuarta GeraoGeraoCG CG QuintaQuinta GeraoGerao

AmperagemAmperagem

FixaoFixao do Estatordo EstatorB B -- BridaBrida

S S SanduicheSanduicheC C -- ColadoColado

NmeroNmero SequencialSequencial

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I2009 I 27

ALTERNADORESCausas maiores quebras

Coneco 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 no funciona e est sujo com leo ou outras substncias

O alternador foi quebrado por causa de fatores externos. Pode acontecer de novo se o problema externo no resolvido

Baixa ou nenhuma carga do alternador (luz de alerta est ligada) Muitas vezes, curto-circuito ou conexes danificadas alinhada ao rotor Desgaste das escovas e coletor Alguns diodos do retificador pode estar desgastado

Alternador barulhento (rudo na polia)

Rolamento pode estar gasto ou danificado Possveis descentralizao do rotor

ALTERNADORESQuebras

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I2009 I 29

Observado defeito no veculo: nenhuma carga, luz de advertncia

Observado defeito na mquina: peas metlicas estranhas esto em contato com o coletor

Causa: curto-circuito, pois os dois caminhos do coletor esto "ligados" pea metlica

Observado defeito no veculo: nenhuma carga, luz de advertncia

Observado defeito na mquina: escovas esto desgastados

Causa: porta-escova no est bem posicionado

ALTERNADORQuebras

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Motores de Partida

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I2009 I 33

Tipo de motorQuanto mais antigo o motor, menor sua eficincia na ignio. Ser mais

dificil dar partida no motor.

Princpios do motor de arranque

Os motores de veculos necessitam de uma fora rotacional externa para iniciar o ciclo de combusto: isto feito pelo motor de arranque.

O pinho do motor de arranque movimenta o anel dentado do veculo utilizando o princpio de engrenagem redutora Um pinho pequeno rotaciona em alta velocidade e aplica um torque baixo. Um anel dentado grande gira em baixa velocidade mas possi um torque alto.

Condies climticasQuanto mais frio, mais dificil ser dar partida no motor devido ao torque de resistncia consideravelmente maior.

Transformando energia eltrica em energia mecnica.

I2009 I 34

Princpio: Ao girar a chave, movemos o engatador para posicionar o pinho do motor de arranque no anel posicionar o pinho do motor de arranque no anel

dentado do motor (1).dentado do motor (1). O pinho transfere o movimento para o anel dentado (2) e depois se desprende quando o motor depois se desprende quando o motor

comea a rodarcomea a rodar. Este desprendimento serve para evitar movimentar o pinho do motor de arranque em velocidades

muito altas, que gera um risco de velocidade excessiva, barulhos e rpido desgaste.

Visualizao do funcionamento do motor de arranque

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I2009 I 35

Motores de arranque Tipo-bico Este tipo de motor de ignio utilizado na maioria dos carros particulares. A abertura do bico do suporte do motor de ignio, que essencial para

transmitir o movimento rotacional do pinho ao anel dentado de ignio, permite a entrada de gua, p e lama que poderiam impedir o funcionamento adequado do motor de arranque (corroso, bloqueio, etc.).

Principais benefcios: Montagem fcil e econmica

Arranques Valeo: Tipo bico

I2009 I 36

Arranque Valeo: Pinho para fora

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

arranques tipo Pinho para fora. Mais caro e utilizado especificamente para veculos com caixas de

embreagem abertas, para veculos com transmisso nas quatro rodas, assim como utilitarios ou de fazenda.

O suporte, que completamente fechado, evita que o motor sofra danos por jatos de gua, p e lama.

Principais benefcios : Excelente proteo contra vazamento do suporte do motor de arranque

Usos Vrios veculos VW, Audi, Seat e Mitsubishi

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I2009 I 38

O redutor

Todos os arranques no possuem um redutor. A funo deste de reduzir o esforo da arranque para aumentar sua potncia desenvolvida.

As arranques podem ter tanto um redutor simples (rodas paralelas somente no D9R) ou um conjunto de redutores epicclicos (1) (em outras arranques com redutor). O conjunto epicclico permite a centralizao de esforos em direo ao eixo e evita

descentralizao do motor em relao ao eixo da transmisso de pinho De acordo com os tipos, reduo de 3 a 5

O redutor divide a potncia do arranque entre

o torque e a velocidade para adequar-se

s necessidades do motor. 1

I2009 I 39

Solenide do arranque

Identificao dos terminais 1) Terminal de excitao

Garante o movimento do contato mvel 2) Conectado ao terminal + da bateria

Fonte de corrente inicial 3) Conectado ao motor eltrico de

arranque M) Terra Optional

15A (auxiliar) para tarefas com motores velhos a gasolina ou lcool.

O contato fechado no mesmo tempo que o contato principal e alimenta diretamente a bobina de ignio para enitar queda de tenso

Alguns solenides utilizam parafusosauto-atarrachantes

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I2009 I 40

Componentes

INDUTORINDUTOR Criar um campo magntico fixo localizado numa regio bemdeterminada do espao, afim de induzir uma fora de rotao no rotor (induzido).

I2009 I 41

Componentes

INDUTORINDUTOR Porta escovas - alojar e guiar as escovas e ainda assegurar uma fora de contato mecnico entre as escovas e o coletor doinduzido, permitindo a passagem de corrente atravs dos mesmos.

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I2009 I 42

Componentes

INDUZIDOINDUZIDO Estando sujeito ao campo magntico gerado pelo indutor,tem a funo de dar movimento de rotao ao conjunto girantedo motor de partida.

I2009 I 43

Componentes

INDUZIDOINDUZIDO Coletor - disponibilizar energia eltrica s espiras do induzido Escovas - permitindo o fechamento do circuitoeltrico, disponibilizando energia para as espiras deforma seqencial (comutao).

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I2009 I 44

Componentes

ARRASTADORARRASTADOR Assegurar a transmisso do movimento derotao do induzido ao motor trmico Roda Livre Facilitar o engrenamento AMORTECEDOR

DE ACOPLAMENTO

I2009 I 45

Componentes

CHAVE MAGNTICACHAVE MAGNTICA Deslocamento do conjunto de comando, permitindoDeslocamento do conjunto de comando, permitindoo avano do arrastador, e assim o o avano do arrastador, e assim o engrenamentoengrenamento.. Alimentao do motor, graas ao fechamento doAlimentao do motor, graas ao fechamento docontato entre os dois bornes de potnciacontato entre os dois bornes de potncia

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I2009 I 46

Componentes

SUPORTE DIANTEIRO E MANCAL TRASEIRO Sustentar o conjunto girante. Fixar o motor de partida no motor trmico Rolamentos Buchas Sinterizadas Limitadores de curso para o

eixo do induzido

ELEMENTOS DE FIXAO Tirantes Parafusos Chave Magnetica OBS.: Alguns solenides utilizam de

parafusos auto-atarrachantes

I2009 I 48

CONCORRNCIA

Tecnologia: Redutor+ims Aplicao: Motores 1.0 => 1.8 Caractersticas:

PESADO E GRANDEMUITOS COMPONENTESALTO CUSTO

Tecnologia: D7E (Ataque direto) Aplicao: Motores 1.0 => 1.8 Vantagens:

MAIS LEVE E COMPACTOMENOS componentes,BAIXO CustoMAIOR desempenho

MOTOR DE PARTIDA VALEOD7E

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I2009 I 49

D7E Tecnologia sem redutor (de 0,7KW at 1,05KW) Escovas compactas, poucos componentes Indutor de tecnologia compacto Reduzido e compacto, alm do modelo BOSCH

D7RS Pinho fora do motor de arranque, proteo do sistema Para veculos Diesel, gasolina e flex

TS ltima tcnologia com magnetismo Compacto e mais leve, menor quantidade de componentes Melhor desempenho Extenso do range de aplicao de potncia (0.7KW at 3.5kW)

MOTOR DE PARTIDA GAMAEvoluo tecnologica linha atual

D6RA/D6G Tecnologia com redutor Escovas antigas com grande quantidade de componentes Bobina de campo modeo antigo de baixa eficincia Similar aos modelos Bosch

I2009 I 50

Descrio das Siglas

D7ESxxD6RAxx

Motor de Motor de PartidaPartida((DmarreurDmarreur))

DimetroDimetro do do IndutorIndutor

AcoplamentoAcoplamento diretodireto

Pinho Pinho LivreLivre

MagnticoMagnticoRedutorRedutor

NmeroNmero SequencialSequencial

Anotaes





I2009 I 52

Oxidao 5%

Outros 23% Montagem na oficina Torque aperto parafuso Uso indevido

Garfo/ Pinho 23%

Montagem 2%

Externo 47% Motor Choques Vazamento (oleo, gasoline) Poeira Volante/embreagem ..

Motores de partidaCausas de quebras

I2009 I 53

Observado defeito no veculo: MP no da partida no motor ou no tem fora suficiente

Observado defeito na mquina: a mquina apresenta sinais de aquecimento em excesso (1), pode estar queimado (2), pinho est azul (3)Causa: o pinho ficou preso no volante e causou a queima completa do MP (centrifugao)

Motor partidaQuebras

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I2009 I 54

Observado defeito no veculo: o motor de arranque "vira", mas no o da partida no motor, o rudo forte quando ocorreu a avaria

Observado defeito na mquina: o eixo da armadura quebrou pouco antes do pinho

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

Motor partidaQuebras

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

Observado defeito na mquina: nariz quebradoou danificado

Causa: defeito na composio original de alumnio, excesso de vibraes no ambiente de motor ou prejudiciais do nariz durante a produode arranque

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