Motor de Arranque: Ciclo Operativo, Componentes Clave y Diagnóstico de Averías

Comprender el funcionamiento del motor de arranque es fundamental para el diagnóstico y mantenimiento automotriz. Este documento detalla las fases de su operación, identifica fallas comunes y explica la función de sus componentes esenciales.

Fases de Operación del Motor de Arranque

Fase 1: Accionamiento Inicial

Al accionar la llave de contacto, se inicia una secuencia eléctrica:

• La corriente fluye desde la batería (borne 30) hacia la llave de contacto (borne 50).
• Desde la llave, la corriente alimenta el relé del motor de arranque (M.A.) y la bobina de retención, que se activa en el momento del arranque y se conecta a masa.
• Simultáneamente, la bobina de atracción se excita, energizando la escobilla positiva (+), que a su vez alimenta el rotor. La corriente retorna a masa a través de la escobilla negativa (-).
• La bobina de corriente (30 A) provoca el desplazamiento del núcleo del relé hacia la derecha. Esto cierra los contactos del relé, tira de la horquilla y desplaza el mecanismo de engranaje hacia la izquierda, girando sobre una rosca helicoidal.

Fase 2: Engranaje y Cierre de Contactos

El núcleo del relé se desplaza a la derecha para cerrar los contactos, mientras el piñón se mueve hacia la izquierda buscando engranar con la corona del motor térmico. Se presentan dos escenarios:

1. Diente del piñón / Hueco de la corona: El piñón engrana directamente con la corona, y el núcleo del relé continúa su desplazamiento a la derecha, cerrando completamente los contactos. En este punto, la bobina de atracción deja de trabajar. La alimentación del motor de arranque se establece:
   + Batería (30) → Relé (87) → Motor de Arranque (M.E.) → Escobilla (+) → Inducido → Escobilla (-) → Masa.
2. Diente del piñón / Diente de la corona: El impacto inicial desplaza el núcleo a la derecha, cerrando los contactos. La horquilla empuja el disco de guía, comprimiendo un muelle y desplazando la horquilla y el núcleo del relé. Esto asegura el cierre de los contactos. El M.E. gira gracias a la rosca helicoidal, lo que empuja el mecanismo de engranaje hasta que engrana con la corona.

Fase 3: Transmisión de Par y Arranque del Motor Térmico

En esta fase, se cumplen las siguientes condiciones:

• Los contactos están cerrados.
• El piñón y la corona están engranados.
• La bobina de accionamiento está inmóvil.
• El motor de arranque comienza a girar.

Con los contactos cerrados y el núcleo a la derecha, el engranaje continúa hasta que el mecanismo de engranaje llega a su tope, el extremo del eje. En este punto, el M.E. transmite par a la corona del motor térmico. El sistema trabaja con un enclavamiento de rueda libre del M.E., arrastrando el motor térmico hasta que este arranca.

Fase 4: Desconexión y Retorno

Una vez que el motor térmico arranca, la llave de contacto pasa a la posición de encendido. Esto provoca la pérdida de alimentación en el borne 50 del relé, y la bobina de retención deja de trabajar.

• El muelle del relé desplaza el núcleo y la horquilla hacia la izquierda, y el inferior hacia la derecha, lo que provoca el desplazamiento del mecanismo de engranaje.
• Primero, se abren los contactos del relé, deteniendo el giro del M.E.
• Segundo, el piñón se desacopla de la corona.

Es crucial que el piñón se desacople correctamente. Si el piñón se queda enclavado en la corona, el motor eléctrico continuaría funcionando, lo que podría causar daños graves.

Diagnóstico de Fallas Comunes en el Motor de Arranque

Identificar las causas de un mal funcionamiento es clave. A continuación, se describen algunas averías frecuentes:

• 1. Caída de Tensión Excesiva en la Llave de Contacto

  Si hay una caída de tensión excesiva en la llave de contacto, la línea de trabajo puede quedar inútil entre los bornes 5 y 6, provocando una disminución general de la tensión en el sistema de arranque.

• 2. Caída de Tensión Excesiva entre Masa y Motor de Arranque

  Una caída de tensión excesiva entre la masa y el motor de arranque se manifestaría con un bajo consumo de corriente y un giro lento del motor de arranque, indicando una resistencia anómala en el circuito de masa.

• 3. Valor de Tensión Bajo en Líneas de Mando y Trabajo

  Un valor de tensión más bajo de lo esperado en la línea de mando y la línea de trabajo puede resultar en un consumo muy elevado. Esto podría indicar un cortocircuito en las bobinas inductoras o una avería interna en el motor de arranque. En estos casos, se observaría un mayor amperaje en la línea de trabajo que en la de mando.

Componentes Clave y su Función

¿Para qué sirve el muelle de los contactos del relé?

El muelle de los contactos del relé permite que el núcleo del relé se siga desplazando hacia la derecha, gracias a la compresión del muelle del mecanismo de engranaje. Esto posibilita el cierre de los contactos fijos y móviles, asegurando la alimentación eléctrica del Motor de Arranque (M.E.).

¿Qué misión tiene el juego excesivo entre la espiga y el núcleo del relé?

Si, por algún motivo, el mecanismo de engranaje no pudiera desacoplarse de la corona, el juego excesivo entre la espiga de la horquilla y el núcleo del relé permitiría que este último se desplazara hacia la izquierda. Esto abriría los contactos, interrumpiendo la alimentación eléctrica del motor de arranque y previniendo daños.

¿Cuándo deja de funcionar la bobina de excitación?

La bobina de excitación deja de funcionar en dos situaciones principales: cuando los contactos del relé se cierran eléctricamente, ya que se cortocircuita a positivo (+) (misma tensión en entrada y salida, I = 0); y cuando se suelta la llave de contacto, perdiendo tensión en el borne 50.

¿Cuándo el M.E. transmite par a la corona del motor térmico?

El Motor de Arranque (M.E.) transmite par a la corona del motor térmico cuando el mecanismo de engranaje llega al tope del M.E. En ese punto, el piñón queda bloqueado y es capaz de transferir la fuerza de giro necesaria para arrancar el motor.

Misión del estriado helicoidal del eje

La misión del estriado helicoidal del eje es transformar el movimiento lineal del mecanismo de engranaje en un movimiento de rotación. Esto permite que el piñón se desplace y engrane con la corona hasta que llega a su tope, momento en el que puede transmitir el par.

¿Qué misión tiene el disco guía y su muelle?

El disco guía y su muelle permiten que el núcleo del relé se siga desplazando hacia la derecha, facilitando el cierre de los contactos. Esto es crucial en situaciones donde los dientes del M.E. no chocan directamente con los de la corona del motor térmico, asegurando que el engranaje se complete antes de la transmisión de par.

¿En qué caso se cierran antes los contactos del relé que el engranaje piñón-corona?

Los contactos del relé se cierran antes que el engranaje piñón-corona en el caso de que el diente del piñón impacte directamente con el diente de la corona. En esta situación, el proceso de engranaje se invierte momentáneamente, pero el sistema está diseñado para compensarlo y asegurar el arranque.