SKF - Sistemas de arranque y de carga

SKF - Sistemas de arranque y de carga
Un alternador es una máquina giratoria que suministra la energía para los sistemas eléctricos
de los automóviles y la carga de la batería.
La creciente demanda de automóviles eléctricos y más ligeros está impulsando el desarrollo de
alternadores de alta potencia: alternadores más compactos, que producen más corriente. Esta
tendencia en evolución, está elevando la velocidad del alternador y su temperatura de
funcionamiento: ambos factores son significativos en la selección de un rodamiento adecuado.
Aunque los alternadores actuales utilizan el enfriamiento por aire a presión en prácticamente
todos los diseños, se ha notado un considerable interés en desarrollar unidades de
refrigeración por líquido.
Los alternadores trabajan en un entorno difícil. Las temperaturas bajo el capó han aumentado
significativamente, ya que el compartimento para el motor de los automóviles está cada vez
más lleno de componenetes. La recolocación de los elementos auxiliares del motor, como el
alternador, para lograr una disposición general del motor mwjor, ha empeorado el entorno de
funcionamiento de los alternadores, colocándolos en lugares en los que están más expuestos a
las salpicaduras de la carretera o cerca de las altas temperaturas del sistema de escape del
motor.
Dado que los alternadores deben proporcionar un arranque en climas fríos y deben funcionar
en las autopistas en climas cálidos, su margen de temperaturas de funcionamiento tiene que
ser muy amplio, normalmente de –40 °C hasta temperaturas máximas que se acercan a los
200 °C.
Los alternadores de alta velocidad funcionan al triple o al cuádruple de la velocidad del motor,
de modo que el alternador estará sometido, aunque durante periodos de tiempo limitados, a
velocidades de más de 20.000 rpm.
Diseño
Alternadores impulsados por correa, refigerados por aire o líquido
Soluciones SKF para guiar el rotor bajo altas velocidades, cargas elevadas y un amplio margen
de temperaturas de funcionamiento
Alternador-motor de arranque integrado
Soluciones SKF para el guiado del rotor
Motor de arranque con reductor de engranajes de eje paralelo
Soluciones de SKF para el apoyo del eje del motor y del reductor de engranajes
Motor de arranque con reductor de engranajes planetarios
Soluciones de SKF para el apoyo del eje del motor y del reductor de engranajes
Sistema de rueda libre del motor de arranque
Los conocimientos especializados de SKF sobre los rodamientos de rodillos cilíndricos pueden
ofrecer ventajas para todos los sistemas de rueda libre del motor de arranque
Alternadores impulsados por correa, refigerados por aire o
líquido
La solución
Una solución de dos rodamientos rígidos de bolas que sostienten el sistema del rotor y
reducen la frcción y el ruido gracias a un mejor guiado del eje. La eficacia del alternador y la
vida útil se ven mejoradas. El eje del rotor es sostenido a cada lado por un rodamiento rígido
de bolas. La posición axial precisa del rotor viene dada por un rodamiento rígido de bolas con
fijación axial, en el lado de la impulsión, mientras que el desgaste del aro por las escobillas y
las sacudidas es minimizado por un rodamiento rígido de bolas situado en el extremo no
impulsado del eje del rotor.
Rodamientos rígidos de una hilera de bolas SKF para alternadores
Los rodamientos rígidos de bolas SKF desarrollados para alternadores de alta velocidad tienen
unas caracterísitcas internas especiales, para ofrecer:
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Un guido del rotor preciso. Contribuyen a conseguir diseños compactos y eficaces,
optimizando el intersticio para el aire entre el rotor y el estator
Una larga vida útil con cargas radiales elevadas procedente de la polea accionada,
cargas dinámicas del rotor generadas por las vibraciones del motor diesel y la
velocidad de ralentí de onda senoidal del cigüeñal, con un funcionamiento continuado
a temperaturas elevadas
Par de fricción bajo, incluso a temperaturas de funcionamiento muy bajas, para
contribuir a mejorar la eficacia del alternador
Capacidad para soportar altas velocidades y aceleraciones, desde las velocidades más
bajas del motor hasta las velocidades máximas del alternador de cerca de 21.000 rpm.
Protección de los componentes internos eléctricos del alternador contras las fugas de
grasa, que de contrario podrían dañar los componentes críticos.
Posibilidad de limpiar el interior del compartimento del motor a alta presión y
sumergirlo ocasionalmente en agua
Funcionamiento silencioso
Alternador-motor de arranque integrado
La solución
Un rotor apoyado sobre uno o dos rodamientos rígidos de bolas, para obtener un intersticio
para el aire más pequeño entre el rotor y el estator.
Rodamientos rígidos de una hilera de bolas para motores de arranque-alternadores
SKF
Los rodamientos rígidos de bolas SKF desarrollados para alternadores de alta velocidad tienen
unas caracterísitcas internas especiales, para ofrecer:
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Un guiado preciso del rotor, y contribuir de este modo a crear un hueco para el aire
pequeño y eficaz entre el rotor y el estator
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Una larga vida útil con cargas radiales elevadas creadas por la polea, cargas dinámicas
del rotor generadas por las vibraciones del motor diesel y la velocidad de ralentí de
onda senoidal del cigüeñal, a temperaturas muy elevadas permanentes
Par de fricción bajo incluso a temperatura negativa, para contribuir a mejorar la
eficacia del alternador
Capacidades de alta velocidad y aceleraciones
Protección del alternador-motor de arranque contra las fugas de grasa que pueden
dañar los componentes críticos
Posibilidad de limpiar el interior del compartimento del motor a alta presión y
sumergirlo ocasionalmente en agua
Funcionamiento silencioso
Motor de arranque con reductor de engranajes de eje paralelo
La solución
La solución con cuatro rodamientos rígidos de bolas, reduce la fricción y el ruido gracias a un
mejor guiado del eje. La eficacia y la vida útil del motor de arranque se ven mejoradas. El eje
del motor está apoyado a ambos lados por dos rodamientos rígidos de bolas. Las elevadas
cargas radiales del eje de salida son soportadas por dos rodamientos rígidos de bolas de
mayor diámetro. En caso de que exista un tercer eje intermedio situado entre los ejes del
motor eléctrico y de salida, dos rodamientos rígidos de bolas ahorrarían aún más energía y
limitarían el desgaste en comparación con el guiado directo del eje desde el soporte o los
cojinetes lisos de fricción.
Los rodamientos de bolas normalmente utilizados, tienen placas de protección metálicas y un
juego radial interno normal o C3. Los rodamientos están lubricados de por vida con grasa. Los
requisitos de rendimiento típicos son:
Par de fricción bajo.
Capacidad de alta velocidad y de aceleración desde la posición de parada, hasta varias
decenas de miles de rpm.
Larga vida útil dentro de un amplio margen de temperaturas de funcionamiento.
Protección del motor de arranque contra las fugas de grasa que pueden dañar los
componentes del motor.
Protección de los mecanismos y el guiado del motor de arranque, excluyendo los
contaminantes procedentes del compartimento del motor o generados internamente por el
motor de arranque.
Motor de arranque con reductor de engranajes planetarios
La solución
El eje del motor es soportado en ambos lados por dos rodamientos de agujas o dos cojinetes
de fricción cilíndricos. En el lado del eje del motor se puede utilizar un rodamiento rígido de
bolas. Esta solución reduce la fricción y el ruido y ofrece un mejor posicionamiento axial del
eje. Las elevadas cargas radiales del eje de salida están soportadas por dos rodamientos de
agujas. Los satélites del engranaje planetario del reductor de engranajes utilizan rodamientos
de agujas de menor diámetro con aros exteriores giratorios.
Los rodamientos de bolas normalmente utilizados, tienen placas de protección metálicas y un
juego radial interno normal o C3. Los rodamientos están lubricados de por vida con grasa,
protegidos por placas de protección metálicas u obturaciones. Normalmente, se requieren los
siguientes aspectos de rendimiento y aplicación:
Fáciles de montar con tolerancias de montaje normales
Par de fricción bajo
Capacidades de alta velocidad y de aceleración
Larga vida útil dentro de un amplio margen de temperaturas de funcionamiento
Protección del motor de arranque contra las fugas de grasa que pueden dañar los
componentes del motor.
Protección de los mecanismos y el guiado del motor de arranque mediante la exclusión de los
contaminantes procedentes del compartimento del motor o generados internamente por el
motor de arranque.
Rodamientos de agujas SKF
Los casquillos de agujas con aro exterior fino de acero, hacen que la disposición sea más
compacta radialmente, aunque ocupe más espacio axial El rendimiento está asegurado por un
diseño del eje, un tratamiento térmico y una rugosidad adecuados, así como por un ajuste
apretado (con una tolerancia de montaje limitada) en el interior del soporte.
Sistema de rueda libre del motor de arranque
La solución
El sistema de rueda libre empleado en la mayoría de los motores de arranque, proteje de
daños al engranaje de piñón del motor de arranque. Sin esta rueda libre, el engranaje de
piñón podría sufrir daños importantes, ya que el motor "se enciende" y la velocidad del
volante aumenta hasta niveles superiores a los del motor de arranque. Los rodamientos de
rodillos cilíndricos ayudan a reducir el ruido y el desgaste del piñón, debido a sus bajas
tolerancias geométricas, baja rugosidad y gran dureza.