Alternador Valeo 436193, VW Golf II 1.6TD. Cómo cambiar los rodamientos

Resumen

En el presente artículo se describe el procedimiento para cambiar los rodamientos del alternador Valeo ref:436193 que monta en el VW Golf II 1.6TD. También se comentará sobre los conceptos de vida estimada y vida útil de un rodamiento tal y como se define en la norma ISO 281:1990.

Abstract

This paper describes the procedure to change the Valeo ref:436193 alternator's bearings . This part is mounted in the VW Golf II 1.6 TD. Also, we are going to discuss about the bearing life and service life concepts as described in ISO 281:1990

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Fig.1-Alternador VW Golf II 1.6TD

¿Nunca os habéis preguntado porque las piezas certificadas por el fabricante "originales" que montan en un coche por lo general duran más que las piezas de recambio supuestamente "equivalentes"?

Empeñado en mi lucha contra la obsolescencia programada (quizás por eso aún mantengo un VW Golf del 86), vamos a analizar a fondo el caso concreto de un alternador de coche y de paso aprenderemos a cambiar los rodamientos y el regulador del alternador Valeo ref:436193 que monta en el VW Golf II 1.6TD. También analizaremos las deficiencias ocultas en los alternadores reconstruidos.

 El alternador de un coche es una máquina casi perfecta desde el punto de vista de fiabilidad. Los únicos elementos sometidos a desgaste son los rodamientos del rotor, y las escobillas que rozan sobre los anillos rozantes del mismo. Tenga los años que tenga, tenga los km que sean, si se cambian estos elementos, el alternador volverá a sus años de juventud a pleno rendimiento.

Hace ya algunos años atrás, y tras una larga vida de km a las espaldas de mi querido VW Golf II, el alternador empezó a quejarse (ruidos). El diagnóstico fue:

• Rodamientos al fin de su vida.
• Escobillas casi rozando con el muelle.

Tras éste diagnostico, sólo había tres opciones :

1. Sustituirlo por uno nuevo: Ésta opción fue desechada por ser demasiado cara.
2. Repararlo: La suma de piezas y mano de obra no compensaba frente a la opción 3.
3. Sustituirlo por un alternador reconstruido: Dado su precio, y las pocas ganas que tenía en ese momento para disfrazarme de mecánico :), era a opción más acertada desde el punto de vista de coste, así que decidí poner uno reconstruido.

Desde el alternador original, ya llevo dos alternadores reconstruidos consumidos. Sobra decir que entre los dos, no llegan ni con creces a lo que me aguanto el original. En ambos casos el fallo eran los rodamientos. 

Ante ésta situación y mi negativa de volver a montar un alternador reconstruido, "me lié la manta a la cabeza", decidí investigar el problema, y repararlo yo mismo. No os imagináis la  sorpresa que me llevé, cuando vi que en alternador reconstruido estaban montados rodamientos NTN posiblemente falsificados. No sé si es sugestión o qué, pero éste hecho ya no me inspiró demasiada confianza. No es normal que unos rodamientos de calidad tengan una vida tan corta.

En la siguiente sección voy a mostrar como se procedió a la reparación del alternador y a la sustitución de los rodamientos por unos de calidad contrastada. Básicamente los puntos que se desarrollarán serán:

• Extracción del alternador del vano del motor.
• Desmontaje, cambio rodamientos y montaje del alternador.
• Ajuste de la tensión de la correa.
• Conclusiones.

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1. MATERIAL CONSUMIBLE NECESARIO

• Rodamiento rígido de bolas, SKF, 6200-2RSH
• Rodamiento rígido de bolas, SKF, 6203-2RSH
• Estaño.

2. PARES DE APRIETE NECESARIOS

2.1 Tensión de la correa (modelos antes de 1985 o sin carraca de ajuste)

• Ajuste inicial para correa nueva : 2.0 mm de deflexión cuando se apreta con un dedo en el punto medio entre las poleas del alternador y del cigüeñal (véase figura 2).

• Ajuste tras 750 km: 5.0 mm de deflexión cuando se apreta con un dedo en el punto medio entre las poleas del alternador y del cigüeñal (véase figura 2). 

Fig.2-Medida manual de la tensión de la correa del alternador

2.2 Tensión de la correa (modelos después de 1985)

• Modelos equipados con carraca de ajuste: par de apriete de 8 a 10 Nm sobre el tornillo tensor del alternador. Es el que le dará la tensión a la correa.

2.3 Generales

• Polea del alternador: 40 Nm
• Montaje de la carraca de ajuste sobre el motor: 45 Nm
• Montaje del alternador sobre el tornillo pivotante que lo sujeta: 45 Nm
• Contra-tornillo de ajuste de la carraca-alternador: 35 Nm

3. HERRAMIENTA NECESARIA

• [1].- Destornillador Plano.
• [2].-Destornillador de estrella.
• [3].-Juego de llaves de vaso hasta nº 22 y carraca.
• [4].-Llave dinamométrica.
• [5].-Juego de llaves fijas .
• [6].- Soldador eléctrico de al menos 40 W

4. PROCEDIMIENTO

•  Localizar la ubicación del alternador en el vano motor.

Fig.3-Vano motor VW Golf II 1.6 TD

• Desconectar el terminal negativo de la batería.

• Desconectar los cables que conectan con el alternador. Si es necesario, marcarlos adecuadamente.
• Aflojar los tornillos del tensor del alternador y del tornillo pivotante que lo sujeta. Ésto  permitirá extraer la correa del alternador.

Fig.4-Tornillo pivotante sujeción alternador

Fig.5-Tornillo ajuste tensor alternador

• Una vez retirada la correa, retirar el tornillo del tensor y su arandela. El alternador quedará sujeto únicamente por el tornillo pivotante.
• Sujete el alternador con una mano a la vez que retira el tornillo pivotante.
• Extraer el alternador del vano motor. En las figuras 6 y 7 se muestra el alternador sobre el que se procederá al cambio de rodamientos.

Fig.6- Vista frontal alternador Valeo 436193

Fig.7- Vista trasera alternador Valeo 436193

• Extraer los tornillos que se indican en las figuras 8 y 9

Fig.8- Tornillos fijación carcasa

Fig.9- Aflojar tornillos carcasa

• Retirar la tapa de protección trasera. Para ello retirar el tornillo indicado en la figura 10.

Fig.10- Tornillo fijación tapa protección trasera

• El la figura 11 se muestra el conjunto de los tornillos retirados

Fig.11- Vista tornillos

• Ahora es el momento de retirar el conjunto regulador-escobillas. Para ello, retirar los tornillos indicados en la figura 12.

Fig.12- Desmontaje del regulador de tensión y escobillas

• Liberar el cable que une el regulador como se indica en la figura 13

Fig.13- Soltar cable diodos regulador

• Una vez retirado el regulardor, el despiece parcial obtenido será como el indicado en las figuras 14 y 15.

Fig.14- Vista alternador sin regulador

Fig.15- Regulador alternador

• Proceder a desconectar el condensador de filtro como se indica en la figura 16 y 17.

Fig.16- Desmontaje condensador de filtro 1/2

Fig.17- Desmontaje condensador de filtro 2/2

• La figura 18 muestra el condensador de filtro anti-parásitos una vez extraído.

Fig.18 - Condensador de filtro

• Desoldar las bobinas del estator de los diodos como se indica en la figura 19. Para éste trabajo será necesario un soldador eléctrico o de gas de bastante potencia (unos 50 W).

Fig.19- Separación del bobinado del estator

• En la figura 20 se puede ver el  bobinado del estator desoldado de los diodos. Ésto va a permitir separar el estator de la parte trasera del alternador.

Fig.20- Terminal de bobinado del estator y puente de diodos

• Retirar el cable de la carcasa como indica la figura 21

Fig.21- Separación conjunto rectificador-carcasa

Fig.22- Despiece parcial estator-diodos-carcasa protección

• Separar parte trasera de la carcasa de la bobina del estator como se indica en la figura 23.

Fig.23- Separación carcasa alternador-bobina estator

• Retirar la protección de plástico (ver figura 24) del rodamiento trasero del rotor. Ésta protección sirve para aislar el rotor de la carcasa externa.

Fig.24- Casquillo aislante rodamiento del rotor

• En éste punto es donde se puede ver la referencia y el tipo de rodamiento montado en el alternador reconstruido. Como se puede comprobar, se trata de un rodamiento fabricado en Taiwan marca NTN referencia 6200LU.

Fig.25- vista rodamiento trasero del estator

• A continuación se describe cómo desmontar la polea y el rodamiento delantero. El procedimiento indicado para fijar el rotor y poder hacer fuerza con la llave no es el más adecuado, pero llegado a éste punto de no retorno, y con el alternador medio desmontado, es la única opción. De las figuras 26  a la 35 se muestra gráficamente el procedimiento.
• NOTA: Para hacerlo correctamente, lo mejor es desmotar en primer lugar la polea fijando el rotor como se indica en la figura 49. Posteriormente se continuaría con el desmontaje de la parte trasera. 

Fig.26- Fijación rotor y extracción polea

Fig.27- Despiece polea alternador (1/8)

Fig.28- Despiece polea alternador (2/8)

Fig.29- Despiece polea alternador (3/8)

Fig.30- Despiece polea alternador (4/8)

Fig.31- Despiece polea alternador (5/8)

Fig.32- Despiece polea alternador (6/8)

Fig.33- Despiece polea alternador (7/8)

• La figura 34 muestra el despiece del conjunto de la polea en todas sus partes. Como nota añadir que en el despiece falta un casquillo que se quedó olvidado en el eje del rotor (se puede ver si se amplia la figura 35)

Fig.34 Despiece polea alternador (8/8)

• Proceder a retirar los tres tornillos de estrella que fijan el rodamiento con la carcasa frontal del alternador (figura 35).

Fig.35- retirar sujeción rodamiento delantero

• Separar la bobina del estator de la parte frontal del alternador apalancando con ayuda de un pequeño destornillador plano o similar.

Fig.36- Separar bobina estator de carcasa

• La figura 37 muestra el despiece con la bobina del estator (izquierda) separada de la parte frontal del alternador que aún contiene el rotor (derecha).

Fig.37- Despiece rotor-bobina estator

• Proceder a aislar el rodamiento delantero de la carcasa. Para ello basta con tirar ligeramente con la mano del rotor y de la carcasa. Esto permitirá separar el conjunto en dos. En la figura 38 se muestra como se retira el casquillo que quedó olvidado durante el despiece de la polea.

Fig.38- Despiece rotor-frontal alternador 1/2

Fig.39- Despiece rotor-frontal alternador 2/2

• Llegados de nuevo a éste punto, se puede ver la referencia y el tipo de rodamiento montado en el alternador reconstruido. Como se puede comprobar, se trata de un rodamiento fabricado en Taiwan marca NTN referencia 6203LU.

Fig.40- Vista rodamiento frontal

Fig.41- Vista rodamiento trasero

• Mediante un extractor de rodamientos se procederá a retirar los rodamientos del rotor como se indica en las figuras 42 y 43

Fig.42- Extracción rodamiento trasero

Fig.43- Extracción rodamiento delantero

Fig.44- Despiece rodamientos del rotor

• Montar el rodamiento delantero SKF, 6203-2RSH. Para terminar de introducirlo, nos ayudaremos con una prensa (figuras 45 y 46).

Fig.46- Montaje rodamiento delantero en rotor (1/2)

Fig.47- Montaje rodamiento trasero en rotor (2/2)

• Montar el rodamiento trasero SKF, 6200-2RSH. Para terminar de introducirlo, nos ayudaremos con una prensa como se indica en la figura 48.

Fig.48- Montaje rodamiento trasero en rotor

• Una vez montados los rodamientos, se procederá al ensamblaje del alternador completo. Para ello basta con hacer los pasos inversos indicados en el procedimiento de desmontaje. 
• Para terminar el montaje, se procederá a fijar el rotor con un destornillador, y apretar la polea del alternador al par indicado por el fabricante.

Fig.49- Apriete polea alternador (vista trasera)

Fig.50- Apriete polea alternador (vista frontal)

5. COMPARATIVA DE RODAMIENTOS

5.1 Esperanza de vida
La asociación de fabricantes de rodamientos americana ABMA estableció una medida estadística que denominó L10 para caracterizar el tiempo de vida nominal de los rodamientos. L10 se define como la probabilidad de que en un 90% de las ocasiones el rodamiento llegue al tiempo vida indicado por el fabricante sin haber presentado signos de fatiga en los materiales. Muchos fabricantes indican en sus hojas de características el parámetro L10 como "la mínima esperanza de vida" para un rodamiento.

5.2 Cálculo teórico de la esperanza de vida nominal
En la norma  ISO 281:1990 se define el parámetro L10 para rodamientos de bolas para esfuerzos radiales como:

$$L_{10}=\left ( \frac{C}{P} \right )^{3}$$
donde
$$L_{10}:Vida\ nominal\ x10^{6} revoluciones \\
C:Carga~dinámica~del~rodamiento~N (kgf) \\
P:Carga\ dinámica~dinámica~equivalente~N (kgf)$$

La carga dinámica del rodamiento "C" expresa la carga bajo la cual la esperanza de vida del rodamiento es de 1 millón de revoluciones. Ésta carga se aplica como puramente radial para rodamientos radiales o puramente axial para rodamientos de axiales. Éste parámetro aparece indicado en las hojas de características del rodamiento.
La carga dinámica equivalente "P" es una especie de resultante de los esfuerzos radial y axial a los que está sometido el rodamiento (ver norma para detalles). Básicamente si la carga es puramente radial, "P" coincide con la carga radial y no es necesario ponderar.

El parámetro L10 nos da la esperanza de vida en millones de revoluciones. Si se quiere expresar el parámetro en horas, se fijará una velocidad de rotación "n" constante. Así podremos escribir:
$$L_{10h}=\frac{10^6}{60n}\left ( \frac{C}{P} \right )^{3} horas$$
$$L_{10h}:Esperanza~de~vida~en~horas \\
n:revoluciones~por~minuto~del~rodamiento$$
5.3 Sin garantías reales
Los valores recogidos en el estimador L10 están basados en medidas estadísticas bajo condiciones controladas de trabajo (carga, temperatura, lubricación...). En el mundo real, el cálculo de un tiempo de vida L10, no es garantía de que los rodamientos vayan a tener un 90 % de probabilidad de llegar a ese tiempo especificado. Los cálculos teóricos (vida nominal), presuponen que el rodamiento tiene una lubricación correcta, no hay vibraciones, no hay desalineaciones, no hay contaminantes como polvo y la temperatura de trabajo no es excesiva. Lamentablemente, en el mundo real, ninguna de las hipótesis anteriores es realista, y por lo tanto, la vida del rodamiento (vida útil), será mucho menor y dependerá de la aplicación y mantenimiento.
En la práctica, el tiempo de vida útil puede llegar a ser cinco veces menor que el tiempo de vida nominal calculado mediante el estimador L10.

6. CONCLUSIONES

• ¿QUÉ RODAMIENTO ELIJO?:Desde un punto de vista teórico y bastante básico, el cálculo de la esperanza de vida de un rodamiento es independiente de la marca del mismo y sólo depende de parámetros como la carga dinámica máxima,  carga de trabajo, revoluciones, etc, etc. En teoría y acorde a la norma, dos rodamientos con las mismas características deberían  tener la misma esperanza de vida. Pero en el mundo real, todos sabemos que no es así. La elección de un rodamiento de una marca reconocida y de fiabilidad contrastada, es la clave del éxito para una larga vida, ya que el valor L10 calculado es sólo un indicador orientativo. Huir siempre de rodamientos de dudosa calidad o imitaciones. El coste no compensa el esfuerzo en mano de obra.
• CUIDADO CON LA COMPRA DE RODAMIENTOS POR INTERNET: Es de sobra conocido la existencia de redes mafiosas destinadas a la comercialización de rodamientos falsificados de dudosa calidad bajo la marca de empresas de prestigio. La regla de oro a seguir en éstos casos es comprar sólo rodamientos en proveedores fiables.
• PRESTAR ATENCIÓN AL PROCESO DE MONTAJE: Un error en procedimiento de montaje puede acortar la vida útil del rodamiento de una manera abusiva. Se ha de prestar especial atención a no sobrecargar el rodamiento con esfuerzos axiales en el proceso de montaje.
• NO TENSAR DEMASIADO LA CORREA: En el caso que hemos tratado en el articulo, un factor muy importante a tener en cuenta es no superar nunca la tensión máxima de la correa del alternador especificada por el fabricante. Una correa demasiado tensada, originará sobrecarga en el rodamiento disminuyendo drásticamente la vida del mismo. Además los rodamientos montados en éste alternador son relativamente pequeños, con lo cual es bastante fácil sobrecargarlos si no se respeta la tensión especificada para la correa. A modo de ejemplo y utilizando la fórmula del estimador L10, se puede demostrar que si incrementamos la tensión de la correa al doble, la esperanza de vida del rodamiento se divide entre 8. Si a ésto le sumamos que el tiempo de vida útil depende de muchas condiciones externas, y que puede disminuir la vida incluso 5 veces, nos encontramos con un factor de ¡¡¡5x8=40 veces!!!

• UN CONSEJO GENERAL: Como consejo general, podríamos decir que la tensión adecuada para la correa del alternador es aquella que no la haga patinar en condiciones normales de funcionamiento. Incrementar la tensión más de éste punto, deja de tener sentido y va en contra de la vida de los rodamientos.

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REFERENCIAS
[1]- The meaning of bearing life
[2]- SKF rolling bearing life calculator
[3]- SKF selection of bearing size 
[4]- NTN ball and roller bearings catalog
[5]- Volkswagen Golf and Jetta ('84 to '92) Service and Repair Manual. Haynes Publishing

NOTICIAS
[1]- ¡No a las falsificaciones de rodamientos!

ENLACES DE INTERÉS 
[1]- Cómo funciona un alternador de automóvil y su uso para medir r.p.m. (video)