Un motor de arranque es un sistema destinado a activar un dispositivo que luego puede funcionar de forma autónoma.
El ejemplo más común es el arranque eléctrico de un motor de combustión interna , como el que se instala en generadores , vehículos ferroviarios térmicos, así como vehículos de motor, no híbridos , vehículos pesados o maquinaria de obras públicas.
Diferentes vehículos usan un motor de arranque:
Automotor El propósito del motor de arranque es activar la rotación de un motor de combustión interna utilizando una fuente de energía externa (electricidad o aire comprimido). En los primeros automóviles, el motor se arrancaba con una manivela montada permanentemente, o extraíble, en el cigüeñal y que se accionaba a mano. Ciclomotor Un motor de dos tiempos con un ciclo completo por revolución del cigüeñal y una relación de compresión más baja que los motores de 4 tiempos es más fácil de arrancar que uno de 4 tiempos. En el caso de los ciclomotores, el arranque se realiza pedaleando o incluso empujando. Los ciclomotores se pueden arrancar eléctricamente o utilizando el descompresor, lo que facilita alcanzar una velocidad bastante alta antes de presurizar el cilindro y poder arrancar el motor. Moto Para motocicletas se utilizan la patada o el arranque eléctrico. Para motores de arranque rápido con alta cilindrada ( diámetro superior a 100 mm ), se utiliza un descompresor que pone el cilindro al aire libre, el tiempo que el motor toma la velocidad suficiente para permitirle arrancar. Aeronave Las aeronaves, ya sean de hélice, turbohélice o reactor, necesitan un motor de arranque. Según los tiempos ha tomado diferentes formas (Ver arrancador de pólvora negra por ejemplo).En los primeros años del XX ° siglo, se ve una serie de arranque primavera, arranque o aire comprimido .
En 1912, varios tipos de arrancadores estaban en competencia, los autos Adams, SCAT y Wolseley tenían arrancadores neumáticos, y Sunbeam introdujo un motor de arranque neumático con un enfoque similar al empleado en los arrancadores eléctricos Delco y Scott-Crossley (con una rueda dentada en un rueda libre). Los autos Star y Adler tenían motores de resorte (a veces denominados motores de relojería), que usaban la energía almacenada en un resorte para impulsar el motor. Si el coche no había arrancado bastaba con rebobinar el muelle con la manivela para hacer una nueva prueba. Los arrancadores eléctricos, debido a la baja potencia de las baterías de la época, primero se consideraron componentes poco fiables.
Alrededor de 1910, el inventor Henry Leland creó el arrancador eléctrico. Sin embargo, durante mucho tiempo, los motores de automóviles fueron iniciadas por el arranque, con diversos grados de éxito, y los motores de avión girando la hélice a mano, o con la ayuda de una manivela, y motocicletas de arranque. Tiro .
En los automóviles, el arrancador eléctrico a menudo se opera con la llave de encendido girada al final del recorrido, mientras que las motocicletas usan con mayor frecuencia un botón en el manillar (que reemplazó al arrancador ). En los automóviles modernos, el arrancador eléctrico es un motor de CC excitado en serie.
Durante mucho tiempo, los coches de carreras, privados de un motor de arranque eléctrico, se empezaron a utilizar con un dispositivo auxiliar neumático o eléctrico. Para arrancar los grandes diésel instalados en maquinaria de movimiento de tierras, se utiliza un pequeño motor de combustión interna que se pone en marcha a mano o con un motor eléctrico . La puesta en marcha se realiza así sin demasiadas dificultades, sea cual sea la temperatura o la humedad.
Hay diferentes tipos de iniciadores:
Arrancador de manivela El sistema de arranque por manivela se utilizó en los primeros motores de gasolina con una relación de compresión baja como el Ford T. Este sistema duró hasta los años 50 e incluso los 70 como sistema de arranque de emergencia, como en el Citroën de 2 CV . Esto explica por qué el número de modelo del vehículo Peugeot siempre tenía un 0 en el medio, y este cero se usa para arrancar. Arrancador y carrete de driza El sistema de arranque mecánico con mango, cuerda y resorte de retorno se utiliza en pequeños motores térmicos como en las cortadoras de césped . Arrancador de pie (patada) Presente en las motocicletas , una manivela con resorte, llamada patada y una rueda libre permiten la rotación del eje del motor siempre que la relación de compresión del motor no sea demasiado alta, especialmente para un conductor pequeño. Arrancador de aire comprimido Las botellas de aire comprimido como el buceo sirven como fuente de energía, el aire hace girar un pequeño motor neumático que impulsa el motor para que alcance la velocidad suficiente para arrancar. Este sistema se monta principalmente en vehículos especiales donde la batería corre el riesgo de congelarse o podría estar expuesta a altos niveles de radiación (ejército o generador de emergencia en centrales nucleares). También se encuentran en algunos aviones de hélice que operan en el extremo norte, como Alaska. Arrancador de polvo negro En algunos motores diesel viejos , o motores de avión, calentamos una pequeña cámara paralela a un cilindro donde vaporizamos queroseno encendido con un cartucho similar al de una escopeta sin proyectil. El cartucho se introduce en un orificio que cede dentro de la cámara y se da un pequeño golpe sobre la imprimación de la pólvora negra que se enciende muy rápidamente creando una llama y una fuerte presión. El impacto de la explosión hace que la pequeña cantidad de queroseno se encienda inmediatamente, lo que tiene el efecto de generar una rápida sobrepresión en un cilindro, lo que permite arrancar la rotación del motor. Este sistema se encuentra en tractores viejos como el Bulldog y también en vehículos diésel que operan en ambientes demasiado fríos para poder utilizar las baterías del acumulador. Se utiliza un arrancador de polvo para iniciar la combustión del motor Ariane 5 Vulcain. Arrancador eléctrico El motor de arranque eléctrico proporciona una innegable facilidad de uso para vehículos con motores de combustión. Sin embargo, la necesidad de utilizar una batería potente aumenta el costo y el peso del vehículo. Esta desventaja es más marcada con los motores diesel, ya que requieren una mayor compresión y un trabajo de arranque más prolongado.Los motores utilizados para propulsar aviones eran originalmente motores de combustión interna. Por tanto, encontramos todos los sistemas de arranque utilizados para el automóvil.
Los motores de las aeronaves utilizan aire comprimido de una unidad de potencia auxiliar para arrancar.
Los reactores de cohetes a veces se ponen en marcha mediante un "arrancador de polvo" para poner en marcha las turbobombas y asegurar el encendido de la combustión.
La mayor relación de compresión de algunos motores de avión o diésel, que es necesaria para vuelos a gran altura, no permite el uso de un arrancador eléctrico, cuyo par no es lo suficientemente alto, para un peso razonable. En este caso, se utiliza un dispositivo de arranque formado por un depósito de aire comprimido o por una cámara de expansión de un cartucho de gas o explosivo , que permite arrancar el motor por sobrepresión en la cámara del depósito de un pistón.
El funcionamiento de los reactores y motores de turbina requiere altas velocidades de rotación, asociadas con altas temperaturas y altas presiones. Un dispositivo mecánico o eléctrico colocado directamente sobre el eje o en las inmediaciones de la cámara de combustión correría el riesgo de estar expuesto a condiciones extremas, requeriría baterías de gran capacidad y, por lo tanto, sería demasiado pesado para uso aeronáutico. Para evitar este problema, los aviones equipados con reactores se ponen en marcha utilizando una unidad de potencia auxiliar, que puede ser interna (en aviones) o externa (en aviones militares).
La unidad de potencia auxiliar es una pequeña turbina que genera aire comprimido y electricidad para arrancar el reactor. Por lo general, se inicia eléctricamente; una batería de acumuladores o un cable eléctrico en tierra que suministre la energía necesaria.
Los motores marinos se caracterizan por su alto par y alta potencia. Dependiendo del tamaño del motor, se puede utilizar otro motor como un motor de camión que sirva de arranque, o sistemas específicos .
Para algunos motores diésel gigantes, el método más fácil y económico es usar una barra de dinamita como motor de arranque. Se coloca una barra de dinamita en el cilindro, cuyo pistón se coloca ligeramente después del punto muerto superior (volumen mínimo de la cámara). Al explotar, la dinamita crea una sobrepresión en este pistón, que arranca el motor .
Los aerogeneradores requieren un viento de 15 km / h para poder arrancar y deben detenerse en cuanto supere los 90 km / h .
Los aerogeneradores gigantes que se utilizan para producir electricidad son dispositivos frágiles y complejos . Un motor eléctrico, o incluso el propio generador, se utiliza a menudo como motor de arranque y como sistema para mantener el movimiento a baja velocidad, ya que la hélice gigante no puede iniciar su rotación por sí sola bajo el efecto del viento sin torcerse, lo que corre el riesgo de dañándolo .
Las turbinas de gas y los generadores que se utilizan para generar electricidad se ponen en marcha con motores eléctricos estacionarios para iniciar el proceso de compresión de aire necesario antes de comenzar a inyectar combustible.
En el campo de la energía eléctrica, el arrancador designa un circuito eléctrico que sirve para limitar la intensidad de la corriente requerida para arrancar el motor.
En ciertos hornos o altos hornos, se puede utilizar una carga de arranque , denominada incorrectamente arrancador , para elevar la temperatura del horno o del alto horno.