Simbología

Símbolos eléctricos de utilización general.

Símbolos eléctricos, utilización particular en el sector del automóvil.

 

Esquema eléctricosPara facilitar la interpretación de la instalaciones eléctricas de los automóviles, se identifica los cables o conductores y bornes con una serie de números y colores que son comunes para muchos fabricantes. Uno de las formas de identificar mas común es la que utiliza el fabricante alemán Volkswagen, además de otros fabricantes como Opel, Ford, etc., con algunas pequeñas variantes entre ellos.

Numeración de los Bornes:Estos son los principales

Borne 30 : Positivo de batería sin pasar por la llave de contacto. Indica que recibe corriente permanente desde el polo positivo (+) de la batería o, cuando el motor esta funcionando desde el cable de alimentación de la red que genera el alternador. En este borne es necesario tener en cuenta que, en cualquier momento que se manipule, puede estar bajo tensión, de modo que puede provocar un cortocircuito (chispazo) sino se ha desconectado previamente el negativo de batería.Los conductores del borne 30 son de color rojo, dando a entender con ello el mencionado peligro de manipulación. Estos conductores pueden tener también pequeñas franjas de otros colores para distinguir unos de otros.

Borne 15 : Positivo de batería pasando por la llave de contacto. Indica que recibe corriente positiva a través de la llave de contacto (cuando la llave esta accionada, claro esta). La característica de este borne es que su corriente se proporciona solo cuando el motor esta en funcionamiento, aunque hay dispositivos que se alimentan sin estar el motor arrancado como puede ser la bobina de encendido, el sistema de ayuda de arranque en frío, centralitas, etc. Los conductores del borne 15 son de color negro, aunque alguna veces pueden tener pequeñas franjas de otros colores para determinar la alimentación de determinados consumidores.

Borne 31 : Masa, retorno a batería. Todos los conductores que llevan este número se refieren a bornes que deben conectarse a masa.Los conductores del borne 31 son de color marrón.

Bornes secundarios

 Denominación de los bornes

1.- Bobina de encendido

2.- Borne de cortocircuito en encendido por magneto

4.- Bobina de encendido, salida de alta tensión

17, 19.- Calentamiento 32.- Conductor de

previo al arranque de contacto

retorno en motores

33.- Conexión principal en motores

33a.- Parada final (motores)

33b.- Campo paralelo (motores)

33f.- Etapa 2ª velocidad

33g.- Etapa 3ª velocidad

33h.- Etapa 4ª velocidad

33L.- Sentido a izquierdas

33R.- Sentido a derechas

49.- Entrada relé intermitencias

49a.- Salida del relé de intermitencias

49b.- Salida 2º circuito intermitencias

49c.- Salida 3º circuito intermitencias

50.- Conexión a excitación relé de motor de arranque

51.- Tensión continua en rectificador del alternador

52.- Señales de remolque

53.- (+) del motor del limpiaparabrisas

53a.- Limpiaparabrisas, parada final (+)

53b.- Bobina en paralelo limpiaparbrisas

53c.- Alimentación a lavaluneta

53e.- Bobina de frenado motor limpiaparabrisas

53i.- Alimentación 3ª escobilla del limpiaparabrisas

54.- Luces de frenado 55.- Faros antiniebla

56.- Faros principales (cruce y carretera)

56a.- Luces largas

56b.- Luz de cruce 56c.- Ráfagas

57.- Luces de posición57L.- Posición izquierda

57R.- Posición derecha

58.- Luces de gálibo

59.- Salida de alterna en motocicletas

61.- Control del generador

71.- (+) Claxon72.- Luz rotativa de alarma

75.- Radio, encendedor

76.- Altavoz

77.- Centralizado puertas

85.- Salida de excitación relé

86.- (+) Excitación relé

87.- Salida de potencia relé

X.- Positivo con el contacto activado, pero sin arrancar

 

Interpretación de esquemasEsquema eléctrico del circuito de carga y arranque del automóvil.

 

A.- representación de la toma de masaB.- numero de componenteC.- numero de cable o conductorD.- numero de conectorE.- color del conectorF.- numero de casilla del conectorG.- numero de fusibleH.- representación de información que va hacia otra funciónI.- numero de la función implicadaJ.- representación cable existente según opciónK.- símbolo del aparato.L.- unión de cableadoM.- representación de un empalme (unión)

 

Esquema donde se representan los mazos de cables que interconectan los distintos componentes del automóvil

N.- identificación de cableadoO.- símbolo de la caja de fusiblesP.- numero de interconexiónQ.- numero de los canales de interconexiónR.- color de los interconectoresS.- representación de una interconexión parcialT.- representación de un empalme

Denominación de los colores de cables y conectores:BA.- blancoBE.- azulBG.- beige. GR.- grisJN.- amarilloMR.- marrónNR.- negro. OR.- naranjaRG.- rojoRS.- rosaVE.- verdeVI.- violetaVJ.- verde/amarillo

 

Diodos semiconductoresEl diodo es un componente electrónico y su característica mas importante se debe a que según sea polarizado se comporta como un circuito cerrado (cortocircuito) o como un circuito abierto.

Los diodos se utilizan para distintas funciones, la principal como rectificador de corriente (usado en el alternador). También se utiliza como protección de polarizaciones incorrectas en la conexión de algún receptor (motores, reles, etc.)

Funcionamiento del diodo:

Diodo polarizado directamente

Diodo polarizado inversamente

 

RelésEl relé es un dispositivo electromagnético que se comporta como un interruptor pero en vez de accionarse manualmente se acciona por medio de una corriente eléctrica. El relé esta formado por una bobina que cuando recibe una corriente eléctrica, se comporta como un imán atrayendo unos contactos (contacto móvil) que cierran un circuito eléctrico. Cuando la bobina deja de recibir corriente eléctrica ya no se comporta como un imán y los contactos abren el circuito eléctrico.

 

Resistencias, condensadores y demás componentes eléctricos podéis verlos en la web de Ciencias Místicas. Esta pagina explica muy

bien y detalladamente todo lo relacionado con la rama

 

Resistencias, condensadores y demás componentes eléctricos podéis verlos en la web de Ciencias Místicas. Esta pagina explica muy bien y detalladamente todo lo relacionado con la rama de electricidad y electrónica.

Indice del curso

Estudio de la Batería

Se entiende por batería a todo elemento capaz de almacenar energía eléctrica para ser utilizada posteriormente.

Los elementos que forman una batería se ven el la figura de arriba. El liquido que hay dentro de la batería, se llama electrólito esta compuesto por una mezcla de agua destilada y acido sulfúrico, con una proporción del 34% de acido sulfúrico y el resto de agua destilada. El nivel del electrólito debe de estar un centímetro por encima de las placas.

 

Baterías de bajo mantenimiento y sin mantenimientoLa diferencia entre estas y la convencionales consiste en la constitución de la placas. En las convencionales las rejillas de las placas son de plomo y antimonio, siendo este ultimo el motivo de la continua evaporación de agua.En las baterías de bajo mantenimiento se reduce la proporción de antimonio, con lo que se disminuye la evaporación del agua y se amplían los plazos de mantenimiento:En las baterías sin mantenimiento las placas positivas son de plomo-antimonio, de bajo contenido es éste último, y las negativas de plomo-calcio. Los separadores evitan el desprendimiento de la materia activa de las placas, con lo que se consigue reducir el espacio dedicado al deposito de los sedimentos, al disminuir estos, y así se puede aumentar el nivel de electrólito por encima de las placas, garantizando permanezcan sumergidas durante la vida de la batería, eliminado el mantenimiento.

Acoplamiento de bateríasPara conseguir mayores tensiones (V) o una capacidad de batería (Amperios-hora Ah) distintos a los estándares que tienen las baterías que encontramos en el mercado, se utiliza la técnica de unión de baterías: Esta unión puede ser mediante:- Acoplamiento serie- Acoplamiento paralelo- Acoplamiento mixto

El acoplamiento serie tiene como característica principal que se suman las tensiones de las baterías y la capacidad permanece igual. Como punto a tener en cuenta en este acoplamiento es que la capacidad de la batería (Ah) debe ser la misma para todas las baterías. Si una de ellas tuviera menor capacidad, durante el proceso de carga de las baterías, este elemento alcanzaría la plena carga antes que los demás por lo que estaría sometido a una sobrecarga, cuyos efectos pueden deteriorar la batería. También durante el proceso de descarga la batería de menor capacidad se descargara antes por lo que se pueden sulfatar sus placas.

El acoplamiento paralelo tiene como característica principal que se suman las capacidades de la batería manteniendose invariable las tensiones. Como punto a tener en cuenta en este acoplamiento es que

todas las baterías deben de tener igual valor de tensión (V) en sus bornes de no ser así la de mayor tensión en bornes se descargara a través de la de menor.

El acoplamiento mixto consiste en unir baterías en serie con otras en paralelo para así conseguir así la suma de las ventajas de cada uno de los acoplamientos.

Comprobación de carga de una batería. Para comprobar el estado de carga de una batería se usa un densímetro o pesa-acidos (figura de abajo). Esta constituido por una probeta de cristal, con una prolongación abierta, para introducir por ella el liquido medir, el cual se absorbe por el vació interno que crea pera de goma situada en la parte superior de la probeta. En el interior de la misma va situada una ampolla de vidrio, cerrada y llena de aire, equilibrada con un peso a base de perdigones de plomo. La ampolla va graduada en unidades densimetricas de 1 a 1,30.

La forma de medición con este aparato: se introduce su extremo abierto por la boca de cada vaso como se ve en la figura de arriba derecha, aspirando una cantidad de liquido suficiente para elevar la ampolla y leer directamente sobre la escala graduada, al nivel del liquido, la densidad correspondiente a cada vaso. Hecha la lectura, se vuelve ha introducir el liquido en el elemento o vaso de la batería.Hay densimetros que la escala de valores en vez de números la tiene en colores.Las pruebas con densimetro no deben realizarse immediatamente después de haber rellenado los vasos con agua destilada, sino que se debe esperar a que esta se halla mezclado completamente con el ácido.Un buen rendimiento de la batería se obtiene cuando la densidad del electrólito esta comprendida entre 1,24 y 1,26. Para plena carga nos tiene que dar 1,28. Si tenemos un valor de 1,19 la batería se encuentra descargada.

También se puede comprobar la carga de una batería con un voltímetro de descarga, especial para este tipo de mediciones que dispone de una resistencia entre las puntas de prueba de medir. Este voltímetro tiene la particularidad de hacer la medición mientras se provoca una descarga de la batería a través de su resistencia. La medición se debe hacer en el menor tiempo posible para no provocar una importante descarga de la batería.

Los valores de medida que debemos leer en el voltímetro son los siguientes:

- Si la batería no se utilizado en los últimos 15 minutos, tendremos una tensión por vaso de 2,2 V. si la batería esta totalmente cargada, 2 V. si esta a media carga y 1,5 V. si esta descargada.- Si la batería se esta somentiendo a descarga, tendremos una tensión de por vaso de 1,7 V. si la batería esta totalmente cargada, 1,5 V. si está a media carga y 1,2 V. si esta descargada.Ejemplo: 2,2 V. x 6 vasos = 13,2 V. Esta tensión mediríamos cuando la batería lleva mas de 15 minutos sin utilizarse y esta totalmente cargada.

Carga de bateríasAntes de cargar una batería se debe comprobar que este limpia superficialmente y el electrólito debe estar a su nivel correspondiente. Se deben destapar los vasos y mantenerlos abiertos durante la carga y hay que respetar las polaridades a la hora de conectar la batería al cargador.El cargador de baterías (visto en la figura) hay que regularlo a una intensidad de carga que será un 10% de la capacidad nominal de la batería

que viene expresado en amperios-hora (A-h) por el fabricante. Por ejemplo para una bateria de 55 A-h la intensidad de carga sera de 5,5 A, comprobando que la temperatura interna del electrólito no supera e valor de 25 a 30 ºC. La carga debe ser interrunpida cuando la temperatura de uno de los vasos centrales alcance los 45 ºC y reemprendida de nuevo cuando se halla enfriado.

 

Cada vez que hay que desconectar una batería primero se quita el cable de masa o negativo y despues el cable positivo, para conectar la batería al reves primero se conecta el cable positivo y despues el cable de masa.

El Alternador

El alternador es el encargado de proporcionar la energía electrica necesaria a los cosumidores del automóvil (encendido, luces, motores de limpia-parabrisas, cierre centralizado, etc.), tambien sirve para cargar la batería. Antiguamente en los coches se montaba una dinamo en vez de un alternador, pero se dejo de usar por que el alternador tiene menor volumen y peso para una misma potencia util. Ademas el alternador entrega su potencia nominal a un regimen de revoluciones bajo; esto le hace ideal para vehículos que circulan frecuentemente en ciudad, ya que el alternador carga la batería incluso con el motor funcionando a relentí.

El alternador igual que el motor de arranque se rodea de un circuito electrico que es igual para todos los vehículos.

El circuito que rodea el alternador se denomina circuito de carga que esta formado por: el propio alternador, la batería y el regulador de tensión. Este ultimo elemento sirve para que la tensión que proporciona el alternador se mantenga siempre constante aprox. 12 V. El borne positivo del alternador se conecta directamente al positivo de la batería y al borne + del regulador de tensión, cuyo borne EXC se conecta al borne EXC del alternador. La energía eléctrica proporcionada por el alternador esta controlada por el regulador de tensión, esta energía es enviada hacia la batería, donde queda almacenada, y a los circuitos electricos que proporcionan energía electrica a los distintos consumidores (encendido, luces, radio, cierre centralizado etc.).

Despiece de un alternador.

El alternador igual que el motor de arranque en la mayoria de los casos si se produce una avería se sustituye por otro de segunda mano. La excepción se produce cuando la averia viene provocada por las escobillas, fallo frecuente y que se arregla facilmente sustituyendo las escobillas desgastadas por unas nuevas. Otra avería podria ser la provocada por un falso contacto en los componentes electricos que forman el alternador debido a las vibraciones del motor o a la suciedad. Este fallo se arregla desmontando el alternador para

limpiarlo y comprobar sus conexiones. Otro fallo habitual es el gripado de los rodamientos o cojinetes que se arregla sustituyendo los mismos.

Regulador de tensión que forma conjunto con las escobillas

El regulador de tensión hasta los años 80 venia separado del alternador (como se ve en el circuito de la figura del inicio de la pagina). Estaba constituido por dos o tres elementos electro-magneticos segun los casos, era voluminoso y mas propenso a las averías que los pequeños reguladores de tensión electrónicos utilizados despues de los años 80 hasta hoy en dia. Son reguladores electrónicos de pequeño tamaño y que van acoplados a la carcasa del alternador como se ve en la figura de la derecha.

Los reguladores electronicos tienen menos averías debido a que carecen de elementos mecanicos, sometidos siempre a desgastes y dilataciones. Los reguladores electrónicos no tienen arreglo, si se estropean se sustituyen por otro nuevo.

Esquema electrico de un alternador con su regulador electrónico mas el circuito de carga que lo rodea formado por la batería, la lampara de

control, el interruptor de la llave y los circuitos de los elementos receptores (luces, encendido, elevalunas etc.).

Motor de arranque

El motor de arranque es un motor eléctrico que tiene la función de mover el motor térmico del vehículo hasta que éste se pone en marcha por sus propios medios (explosiones en las cámaras de combustión en el interior de los cilindros).El motor de arranque consta de dos elementos diferenciados:- El motor propiamente dicho que es un motor eléctrico ("motor serie" cuya particularidad es que tiene un elevado par de arranque).- Relé de arranque: tiene dos funciones, como un relé normal, es decir para conectar y desconectar un circuito eléctrico. También tiene la misión de desplazar el piñón de arranque para que este engrane con la corona del volante de inercia del motor térmico y así transmitir el movimiento del motor de arranque al motor térmico.

En la figura vemos el circuito de arranque con todos sus elementos. La llave de contacto da la orden de arranque poniendo bajo tensión el relé de arranque.

 

Los elementos mecánicos que forman un motor de arranque

 

En la figura vemos resaltada la parte eléctrica del motor de arranque. Se ven claramente las dos bobinas eléctricas que forman el relé de arranque. También se ve el bobinado inductor y las escobillas, así como el circuito eléctrico exterior que siempre acompaña al motor de arranque.

AveríasAntes de desmontar el motor de arranque del vehículo tendremos que asegurarnos de que el circuito de alimentación del mismo así como la batería están en perfecto estado, comprobando la carga de la batería y el buen contacto de los bornes de la batería, los bornes del motor con

los terminales de los cables que forman el circuito de arranque.En el motor de arranque las averías que mas se dan son las causadas por las escobillas. Estos elementos están sometidas a un fuerte desgaste debido a su rozamiento con el colector por lo que el vehículo cuando tiene muchos km: 100, 150, 200.000 km. esta avería se da con frecuencia. Las escobillas desgastadas se cambian por unas nuevas y solucionado el problema.Otras averías podrían ser las provocadas por el relé de arranque, causadas por el corte de una de sus bobinas. Se podrá cambiar solo el relé de arranque por otro igual, ya que este elemento esta montado separado del motor. Pero en la mayoría de los casos si falla el motor de arranque, se sustituye por otro de segunda mano (a excepción si el fallo viene provocado por el desgaste de las escobillas).

Comprobación del motor de arranque .Desmontando el motor de arranque del vehículo podemos verificar la posible avería fácilmente. Primero habría que determinar que elemento falla: el motor o el relé.El motor se comprueba fácilmente. si falla: conectando el borne de + de la batería al conductor (A) que en este caso esta desmontado del borne inferior (C) de relé y el borne - de la batería se conecta a la carcasa del motor (D) (en cualquier parte metálica del motor). Con esta conexión si el motor esta bien tendrá que funcionar, sino funciona, ya podemos descartar que sea fallo del relé de arranque.

El relé se comprueba de forma efectiva: conectando el borne + de la batería a la conexión (B) del relé (la conexión B es el borne 50 que recibe tensión directamente de la llave de contacto durante unos segundos hasta que arranca el motor térmico. del vehículo). El borne - de la batería se conecta a (D) y también al borne (C) del relé, comprobaremos como el núcleo de relé se desplaza y saca el piñón de engrane (una vez que comprobamos el desplazamiento del núcleo hay que desconectar el borne - de batería a (C) ya que sino podríamos

quemar una de las bobinas del relé), esto significa que el relé esta bien de lo

Para comprobar el funcionamiento del conjunto motor-relé conectaremos primero (A) con (C) y después conectaremos el borne + de batería con el borne superior (E) y borne (B) o borne 50 del relé. El borne - de la batería se conecta con la carcasa del motor (masa). Cuando este montado el circuito, el motor de arranque funcionara. Para estar seguro de su perfecto estado conectaremos un amperímetro que nos dará una medida de intensidad que deberá ser igual a la preconizada por el fabricante para un funcionamiento del motor en vació.

Nota: No hay que hacer funcionar el motor de arranque en vació durante mucho tiempo ya que este tipo de motores si funcionan en vació tienden a envalarse y se destruyen. Solo hacer las comprobaciones durante unos pocos segundos.

 

Sistemas de encendido

Comparación de los sistemas de encendido.Encendido convencionalOfrece un buen funcionamiento para exigencias normales (capaz de generar hasta 20.000 chispas por minuto, es decir puede satisfacer las exigencias de un motor de 4 cilindros hasta 10.000 r.p.m. Para motores de 6 y 8 cilindros ya daría mas problemas). La ejecución técnica del ruptor, sometido a grandes cargas por la corriente eléctrica que pasa por el primario de la bobina, constituye un compromiso entre el comportamiento de conmutación a baja velocidad de rotación y el rebote de los contactos a alta velocidad. Derivaciones debidas a la condensación de agua, suciedad, residuos de combustión, etc. disminuyen la tensión disponible en medida muy considerable.

Encendido con ayuda electrónicaExiste una mayor tensión disponible en las bujías, especialmente en

los altos regímenes del motor. Utilizando un ruptor de reducido rebote de contactos, puede conseguirse que este sistema trabaje sin perturbaciones hasta 24.000 chispas por minuto. El ruptor no esta sometido a grandes cargas de corriente eléctrica por lo que su duración es mucho mayor lo que disminuye el mantenimiento y las averías de este tipo de encendido. Se suprime el condensador.

Encendido electrónico sin contactosEstos modelos satisfacen exigencias aun mayores. El ruptor se sustituye por un generador de impulsos ("inductivo" o de "efecto Hall") que están exentos de mantenimiento. El numero de chispas es de 30.000. Como consecuencia de la menor impedancia de las bobinas utilizadas, la subida de la alta tensión es mas rápida y, en consecuencia, la tensión de encendido es menos sensibles a las derivaciones eléctricas.

Encendido electrónico integralAl quedar suprimidos los dispositivos mecánicos de los sistemas de corrección de avance del encendido por la aplicación de componentes electrónicos, se obtiene mayor precisión en las curvas de avance, que pueden adaptarse cualquiera que sea su ley, cumpliendo perfectamente con la normativa de anticontaminación. El mantenimiento de estos sistemas de encendido es prácticamente nulo.

Encendido electrónico para inyección de gasolinaEn los actuales sistemas de inyección electrónica de gasolina se combinan con un encendido electrónico integral aprovechando muchos de los sensores que les son comunes y la propia unidad de control (UCE) para gobernar ambos sistemas. Dentro de estos sistemas de encendido podemos encontrar los que siguen usando el distribuidor y los que lo suprimen por completo (encendido electrónico estático DIS).

Encendido por descarga de condensadorEste sistema que se aplica a motores que funcionan a un alto nº de revoluciones por su elevada tensión en las bujías. La subida rápida en extremo de la tensión de encendido hace a la instalación insensible a derivaciones eléctricas. Sin embargo la chispa de encendido es de muy corta duración.

El fabricante BOSCH hace una clasificación particular de sus sistemas de encendido.

Función

Sistemas de encendido

SZEncendido por bobina

TZEncendido transistorizado

EZEncendido electrónico

VZEncendido totalmente electrónico

Iniciación del encendido

mecánico (ruptor)

electrónica electrónica electrónica

Determinación del angulo de encendido según el régimen y estado de carga del motor

mecánico mecánico electrónica electrónica

Generación de alta tensión (bobina)

inductiva inductiva inductiva inductiva

Distribución y transmisión de la chispa de encendido al cilindro correcto (distribuidor)

mecánico mecánico mecánico electrónica

Etapa de encendido(centralita)

mecánico electrónica electrónica electrónica

El circuito de encendido ¿que es?.El circuito de encendido utilizado en los motores de gasolina, es el encargado de hacer saltar una chispa eléctrica en el interior de los cilindros, para provocar la combustión de la mezcla aire-gasolina en el momento oportuno. La encargada de generar una alta tensión para provocar la chispa eléctrica es "la bobina". La bobina es un transformador que convierte la tensión de batería 12 V. en una alta

tensión del orden de 12.000 a 15.000. Una vez generada esta alta tensión necesitamos un elemento que la distribuya a cada uno de los cilindros en el momento oportuno, teniendo en cuenta que los motores policilindricos trabajan en un ciclo de funcionamiento con un orden de explosiones determinado para cada cilindro (ejemplo: motor de 4 cilindros orden de encendido: 1-3-4-2). El elemento que se encarga de distribuir la alta tensión es el "distribuidor o delco". La alta tensión para provocar la chispa eléctrica en el interior de cada uno de los cilindros necesita de un elemento que es "la bujía", hay tantas bujías como numero de cilindros tiene el motor.

En el esquema inferior vemos un "encendido convencional" o también llamado "encendido por ruptor".

Elementos básicos que componen el circuito de

Esquema eléctrico del circuito de encendido

encendido

 

La bobinaDe la bobina poco hay que decir ya que es un elemento que da pocos problemas y en caso de que falle se cambia por otra (no tiene reparación). La bobina de encendido no es mas que un transformador electrico que transforma la tensión de bateria en un impulso de alta tensión que hace saltar la chispa entre los electrodos de la bujía.

La bobina esta compuesta por un núcleo de hierro en forma de barra, constituido por laminas de chapa magnética, sobre el cual esta enrrollado el bobinado secundario, formado por gran cantidad de espiras de hilo fino de cobre (entre 15.000 y 30.000) debidamente aisladas entre sí y el núcleo. Encima de este arrollamiento va enrrollado el bobinado primario, formado por algunos centenares de espiras de hilo grueso, aisladas entre sí y del secundario. La relación entre el numero de espiras de ambos arrollamiento (primario y secundario) esta comprendida entre 60 y 150.

El conjunto formado por ambos bobinados y el núcleo, se rodea por chapa magnética y masa de relleno, de manera que se mantengan perfectamente sujetas en el interior del recipiente metálico o carcasa de la bobina. Generalmente estan sumergidos en un baño de aceite de alta rigidez dielectrica, que sirve de aislante y refrigerante.Aunque en lo esencial todas las bobinas son iguales, existen algunas cuyas caracteristicas son especiales. Una de estas es la que dispone de dos bobinados primarios. Uno de los bobinados se utiliza unicamente durante el arraque (bobinado primario auxiliar), una vez puesto en marcha el motor este bobinado se desconecta. Este sistema se utiliza para compensar la caida de tensión que se produce durante la puesta en marcha del motor cuando se esta accionando el motor de arranque, que como se sabe, este dispositivo consume mucha corriente. El arrollamiento primario auxiliar se utiliza unicamente en el momento del arranque, mediante el interruptor (I) (llave de contacto C) que lo pone en circuito, con esto se aumente el campo magnético creado y por lo tanto la tensión en el bobinado secundario de la bobina aumenta. Una vez puesto en marcha el motor en el momento que se deja de accionar la llave de arranque, el interruptor (I) se abre y

desconecta el el bobinado primario auxiliar, quedando en funcionamiento exclusivamente el bobinado primario

Para paliar los efectos de caida de tensión en el momento del arranque del motor, algunas bobinas disponen de una resistencia (R) a la entrada del arrollamiento primario de la bobina conectada en serie con el, que es puesta fuera de servicio en el momento del arranque y puesta en servicio cuando el motor ya esta funcionando.

El distribuidorEl distribuidor también llamado delco a evolucionado a la vez que lo hacían los sistemas de encendido llegando a desaparecer actualmente en los últimos sistemas de encendido. En los sistemas de encendido por ruptor, es el elemento mas complejo y que mas funciones cumple, por que ademas de distribuir la alta tensión como su propio nombre indica, controla el corte de corriente del primario de la bobina por medio del ruptor generandose así la alta tensión. También cumple la misión de adelantar o retrasar el punto de encendido en los cilindros por medio de un "regulador centrifugo" que actúa en función del nº de revoluciones del motor y un "regulador de vació" que actúa combinado con el regulador centrifugo según sea la carga del motor (según este mas o menos pisado el pedal del acelerador).

Mueve el ratón por los elementos que forman el distribuidor y entra para ver una explicación de su funcionamiento.

 

El distribuidor o delco es accionado por el árbol de levas girando el mismo numero de vueltas que este y la mitad que el cigüeñal. La forma de accionamiento del distribuidor no siempre es el mismo, en unos el accionamiento es por medio de una transmisión piñon-piñon, quedando el distribuidor en posición vertical con respecto al árbol de levas (figura derecha). En otros el distribuidor es accionado directamente por el árbol de levas sin ningún tipo de transmisión, quedando el distribuidor en posición horizontal (figura de abajo).

 

 

Encendido con ayuda electrónicaEl encendido covencional por ruptor se beneficia de la aplicación de la electrónica en el mundo del automóvil, salvando así los inconvenientes del encendido por ruptor que son: la aparición de fallos de encendido a altas revoluciones del motor así como el desgaste prematuro de los contactos del ruptor, lo que obliga a pasar el vehículo por el taller cada pocos km. A este tipo de encendido se le llama: "encendido con ayuda electrónica" (figura derecha), el ruptor ya no es el encargado de cortar la corriente eléctrica de la bobina, de ello se encarga un transistor (T). El ruptor solo tiene funciones de mando por lo que ya no obliga a pasar el vehículo por el taller tan frecuentemente, se elimina el condensador, ya no es necesario y los fallos a altas revoluciones mejora hasta cierto punto ya que llega un momento en que los contactos del ruptor rebotan provocando los consabidos fallos de encendido.

Encendido electrónico sin contactosUna evolución importante del distribuidor o delco vino provocada por la sustitución del "ruptor", elemento mecánico, por un "generador de impulsos" que es un elemento electrónico. Con este tipo de distribuidores se consiguió un sistema de encendido denominado: "Encendido electrónico sin contactos" como se ve en el esquema de la figura inferior..

El distribuidor dotado con "generador de impulsos" es igual al utilizado en los sistemas de encendido convencionales, es decir, cuenta con los elementos de variación del punto de encendido ("regulador centrifugo" y "regulador de vació") y de mas elementos constructivos. La diferencia fundamental esta en la sustitución del ruptor por un

generador de impulsos y la eliminación del condensador.El generador de impulsos puede ser de tipo: "inductivo", y de "efecto Hall".

El generador de impulsos de inducción: es uno de los mas utilizados en los sistemas de encendido. Esta instalado en la cabeza del distribuidor sustituyendo al ruptor, la señal eléctrica que genera se envía a la unidad electrónica que gestiona el corte de la corriente de el bobinado primario de la bobina para generar la alta tensión que se manda a las bujías. El generador de impulsos esta constituido por una rueda de aspas llamada rotor, de acero magnético, que produce durante su rotación una variación del flujo magnético del imán permanente que induce de esta forma una tensión en la bobina que se hace llegar a la unidad electrónica. La rueda tiene tantas aspas como cilindros tiene el motor y a medida que se acerca cada una de ellas a la bobina de inducción, la tensión va subiendo cada vez con mas rapidez hasta alcanzar su valor máximo cuando la bobina y el aspa estén frente a frente (+V). Al alejarse el aspa siguiendo el giro, la tensión cambia muy rápidamente y alcanza su valor negativo máximo (-V) . En este cambio de tensión se produce el encendido y el impulso así originado en el distribuidor se hace llegar a la unidad electrónica. Cuando las aspas de la rueda no están enfrentadas a la bobina de inducción no se produce el encendido. 

 

El generador de impulsos de "efecto Hall" se basa en crear una barrera magnética para interrumpirla periódicamente, esto genera una señal eléctrica que se envía a la centralita

electrónica que determina el punto de encendido. Este generador esta constituido por una parte fija que se compone de un circuito integrado Hall y un imán permanente con piezas conductoras. La parte móvil del generador esta formada por un tambor obturador, que tiene una serie de pantallas tantas como cilindros tenga el motor. Cuando una de las pantallas del obturador se sitúa en el entrehierro de la barrera magnética, desvía el campo magnético impidiendo que pase el campo magnético al circuito integrado. Cuando la pantalla del tambor obturador abandona el entrehierro, el campo magnético es detectado otra vez por el circuito integrado. Justo en este momento tiene lugar el encendido. La anchura de las pantallas determina el tiempo de conducción de la bobina.

Esquema de un generador de impulsos de "efecto Hall" y señal eléctrica correspondiente.

Para distinguir si un distribuidor lleva un generador de impulsos "inductivo" o de "efecto Hall" solo tendremos que fijarnos en el numero de cables que salen del distribuidor a la centralita electrónica. Si lleva solo dos cables se trata de un distribuidor con generador de impulsos "inductivo", en caso de que lleve tres cables se tratara de un distribuidor con generador de impulsos de "efecto Hall".Para el buen funcionamiento del generador de impulsos hay que comprobar la distancia entre la parte fija y la parte móvil del generador, que siempre deben de mantener la distancia que nos preconiza el fabricante.

 

Encendido electrónico integralUna vez mas el distribuidor evoluciona a la vez que se perfecciona el sistema de encendido , esta vez desaparecen los elementos de

corrección del avance del punto de encendido ("regulador centrifugo" y "regulador de vació") y también el generador de impulsos, a los que se sustituye por componentes electrónicos. El distribuidor en este tipo de encendido se limita a distribuir, como su propio nombre indica, la alta tensión procedente de la bobina a cada una de las bujías.

 

El tipo de sistema de encendido al que nos referimos ahora se le denomina: "encendido electrónico integral" y sus particularidades con respecto a los anteriores sistemas de encendido son el uso de:

Un generador de impulsos del tipo "inductivo",Esta constituido por una corona dentada que va acoplada al volante de inercia del motor y un captador magnético frente a ella.El captador esta formado por un imán permanente, alrededor esta enrollada una bobina donde se induce una tensión cada vez que pasa un diente de la corona dentada frente a el. Como resultado se detecta la velocidad de rotación del motor. La corona dentada dispone de un diente, y su correspondiente hueco, más ancho que los demás, situado 90º antes de cada posición p.m.s. Cuando pasa este diente frente al captador la tensión que se induce es mayor, lo que indica a la centralita electrónica que el pistón llegara al p.m.s. 90º de giro después.

Un captador de depresiónTiene la función de transformar el valor de depresión que hay en el colector de admisión en una señal eléctrica que será enviada e interpretada por la centralita electrónica. Su constitución es parecido al utilizado en los distribuidores ("regulador de vació"), se diferencia en que su forma de trabajar ahora se limita a mover un núcleo que se desplaza por el interior de la bobina de un oscilador, cuya frecuencia eléctrica varia en función de la posición que ocupe el núcleo con respecto a la bobina.

 

La centralita electrónicaLa centralita del "encendido electrónico integral" recibe señales del captador o generador de impulsos para saber el numero de r.p.m. del motor y la posición que ocupa con respecto al p.m.s, también recibe señales del captador de depresión para saber la carga del motor. Ademas de recibir estas señales tiene en cuenta la temperatura del motor mediante un captador que mide la temperatura del refrigerante (agua del motor) y un captador

que mide la temperatura del aire de admisión. Con todos estos datos la centralita calcula el avance al punto de encendido.

El captador de picadoEn estos sistemas de encendido en algunos motores se incluye un captador de picado que se instala cerca de las cámaras de combustión, capaz de detectar en inicio de picado. Cuando el par resistente es elevado (ejemplo: subiendo una pendiente) y la velocidad del un motor es baja, un exceso de avance en el encendido tiende a producir una detonación a destiempo denominada "picado" (ruido del cojinete de biela). Para corregir este fenómeno es necesario reducir las prestaciones del motor adoptando una curva de avance inferior. El captador de picado viene a ser un micrófono que genera una pequeña tensión cuando el material piezoeléctrico del que esta construido sufre una deformación provocada por la detonación de la mezcla en el interior del cilindro del motor..

a.- nivel de presión dentro del cilindrob.- señal que recibe la ECU

c.- señal generada por el sensor de picado

Elevalunas eléctrico

Se puede subir y bajar los cristales de las puertas por medio de un mecanismo eléctrico, que esta compuesto básicamente por un pequeño motor eléctrico y un mecanismo que transforma el movimiento rotativo del motor en un movimiento lineal de sube y baja que es transmitido al cristal.La timoneria o mecanismo del elevalunas puede adoptar distintas formas, según sea su constitución, las mas usuales son las que utilizan para subir o bajar el cristal un:

Cable de tracción: el motor mueve un cable de tracción en ambos sentidos.

Cable rígido de accionamiento: el motor mueve en uno u otro sentido un cable rígido normalmente dentado parecido al que se utiliza en el limpiaparabrisas.

Brazos articulados: el motor acciona un sector dentado que se articula a unas palancas en forma de tijera.

 

Elevalunas con brazos articuladosEn las figuras inferiores se pueden ver la instalación de este dispositivo en la puerta del automóvil. El conjunto del motor eléctrico y su correspondiente soporte se fija en los soportes (3) al panel de la puerta. El motor da movimiento a un sector dentado (por medio de un engranaje) que es solidario a los brazos articulados (4), cuyos extremos se alojan en las correderas (5) dispuestas en el soporte fijado a la luna de puerta. El extremo (6) de la articulación se fija en (2) a la puerta. De esta manera, el movimiento giratorio del motor eléctrico en uno u otro sentido se traduce en un desplazamiento arriba o abajo del cristal de la puerta.

 

 

Elevalunas con cable rígido de accionamientoEn este tipo de elevalunas, el conjunto motor transmite el movimiento a un cable rígido dentado que se mueve en un sentido o en otro. Un extremo de este cable se une al soporte o pieza de arrastre que mueve el cristal, tirando o empujándolo para hacerle subir o bajar según sea el sentido de giro del motor.

 

Elevalunas por cable de tracciónEn este tipo de elevalunas, el conjunto motor transmite el movimiento a cable de acero flexible que se mueve por debajo de unas fundas que lo conducen al carril o carriles guia, tirando en uno u otro sentido del los soportes o piezas de arrastre que mueven el cristal.

 

 

 

El conjunto motor que mueve el elevalunas (figura inferior: se ven motores de distintos tamaños) va dotado siempre de un dispositivo de protección contra sobrecargas, que lo desconecta automáticamente si se produce una resistencia excesiva en el movimiento de los cristales, por ejemplo: cuando encuentra algún obstáculo (como puede ser el brazo del conductor apoyado en el cristal).

En la actualidad se utiliza un sistema de elevalunas eléctrico denominado secuencial. Este modelo presenta la peculiaridad de que basta pulsar una vez el interruptor de accionamiento para conseguir que el cristal de puerta suba hasta el final de su recorrido o baje del todo si ya estaba subido, aun cuando se suelte el pulsador de mando.

 

Esquema eléctrico de un elevalunas para conductor y pasajero.

 

Esquema eléctrico de elevalunas secuencial para conductor y pasajero (secuencial solo para conductor).

 

Esquema eléctrico de elevalunas puertas traseras.

 

 

 

Cerraduras electromagnéticas de las puertas

Comúnmente llamado "cierre centralizado" consiste en asegurar el cierre de todas las puertas de forma eléctrica y conjunta. Al intentar abrir o cerrar la puerta del conductor de forma manual mediante la llave, esta activa con su movimiento, un interruptor que se encarga de activar todos los dispositivos electromagnéticos dedicados a bloquear o desbloquear las puertas. También desde el interior del vehículo se puede activar el cierre centralizado mediante un pulsador.En algunos casos, el circuito eléctrico de este mecanismo va unido a un dispositivo de seguridad (contactor de inercia) que desenclava automáticamente las cuatro puertas si se produce un choque del vehículo a mas de 15 km/h. También hay vehículos que ademas de lo anterior enclavan el cierre centralizado por seguridad de sus ocupantes a partir de una velocidad determinada (15 km/h).

Los primeros dispositivos de cierre centralizado estaban compuestos por dos "bobinas eléctricas" entre la que se interponía un "disco de ferrita", que se mueve atraído por las bobinas según estén alimentadas o no con tensión eléctrica. Así cuando se hace pasar corriente eléctrica por la bobina superior el disco de ferrita es atraído hacia arriba desplazando con ella la varilla, la cual accionada mediante el correspondiente mecanismo de palancas a la leva, que produce el enclavamiento de la cerradura. Al mismo tiempo y debido al dispositivo mecánico de esta cerradura, la palanca hace subir a la correspondiente varilla unida a ella, apareciendo el testigo de que la correspondiente cerradura se encuentra enclavada. Lo contrario de este proceso ocurre cuando se hace pasar corriente eléctrica por la bobina inferior.

Kit completo de cierre centralizado con dispositivo accionador electromagnético (bobinas) y mando a distancia.

 

En la actualidad, las cerraduras electromagnéticas se han sustituido por un mecanismo de cierre centralizado que utiliza pequeños motores eléctricos que activan las cerraduras de una manera similar. El motor eléctrico es un motor reversible al que se le hace llegar la corriente por uno de los bornes para el cierre y por el contrario para la apertura, mientras que el otro borne se pone a masa.

También hoy en día se utiliza frecuentemente para el cierre o apertura de las puertas, un transmisor portátil o mando a distancia, capaz de emitir una señal infrarroja codificada que es captada por un receptor

emplazado en el interior del habitáculo, generalmente cerca del espejo retrovisor interno. Este receptor transforma la señal recibida en impulso de corriente que es enviado a los actuadores electromagnéticos o motores eléctricos de cada una de las puertas para su activación.

Kit completo de cierre centralizado con dispositivo accionador provisto de motores y mando a distancia.

 

Instalación del cierre centralizado en la puerta.

 

 

Esquema eléctrico de una instalación de cierre centralizado con mando por infrarrojos de apertura y cierre de las puertas.

 

Lamparas utilizadas en el automóvil

Las lamparas están constituidas por un filamento de tungsteno o wolframio que se une a dos terminales soporte; el filamento y parte de los terminales se alojan en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío y se ha llenado con algún gas inerte (argón, neón, nitrógeno, etc.); los terminales aislados e inmersos en material cerámico se sacan a un casquillo, éste constituye el soporte de la lampara y lleva los elementos de sujeción (tetones, rosca, hendiduras,

etc.) por donde se sujeta al portalámparas.Cuando por el filamento pasa la corriente eléctrica éste se pone incandescente a elevada temperatura (2000 a 3000ºC) desprendiendo gran cantidad de Luz y calor por lo que se las conoce como lámparas de incandescencia; en el automóvil se emplean varios tipos aunque todos están normalizados y según el empleo reciben el nombre, pudiendo ser para: faros, pilotos, interiores y testigos.

La lamparas de alumbrado se clasifican de acuerdo con su casquillo, su potencia y la tensión de funcionamiento. El tamaño y forma de la ampolla (cristal) depende fundamentalmente de la potencia de la lampara. En los automóviles actuales, la tensión de funcionamiento de las lamparas es de 12 V prácticamente en exclusiva.

Tipos de lamparas:

Plafón (1): Su ampolla de vidrio es tubular y va provista de dos casquillos en ambos extremos en los que se conecta el filamento. Se utiliza fundamentalmente en luces de techo (interior), iluminación de guantera, maletero y algún piloto de matricula. Se fabrican en diversos tamaños de ampolla para potencias de 3, 5, 10 y 15 W.

Pilotos (2): La forma esférica de la ampolla se alarga en su unión con el casquillo metálico, provisto de 2 tetones que encajan en un portalámparas de tipo bayoneta. Este modelo de lampara se utiliza en luces de posición, iluminación, stop, marcha atrás, etc. Para aplicación a luces de posición se utilizan preferentemente la de ampolla esférica y filamento único, con potencias de 5 o 6 W. En luces de señalización, stop, etc., se

emplean las de ampolla alargada con potencia de 15, 18 y 21 W. En otras aplicaciones se usan este tipo de lamparas provistas de dos filamentos, en cuyo caso, los tetones de su casquillo están posicionados a distintas alturas.

Control (3): Disponen un casquillo con dos tetones simétricos y ampolla esférica o tubular. Se utilizan como luces testigo de funcionamiento de diversos aparatos eléctricos, con potencias de 2 a 6 W.

Lancia (4): Este tipo de lampara es similar al anterior, pero su casquillo es mas estrecho y los tetones se que esta provisto son alargados en lugar de redondos. Se emplea fundamentalmente como señalización de cuadro de instrumentos, con potencias de 1 y 2 W.

Wedge (5): En este tipo de lampara, la lampara tubular se cierra por su inferior en forma de cuña, quedando plegados sobre ella los hilos de los extremos del filamento, para su conexión al portalámparas. En algunos casos este tipo de lampara se suministra con el portalámparas. Cualquiera de las dos tiene su aplicación en el cuadro de instrumentos.

Foco europeo (6): Este modelo de lampara dispone una ampolla esférica y dos filamentos especialmente dispuestos como se detallara más adelante. Los bornes de conexión están ubicados en el extremo del casquillo. Se utiliza en luces de carretera y cruce.

Halógena (7): Al igual que la anterior, se utiliza en alumbrado de carretera y cruce, así como en faros antiniebla.

 

Las lamparas van dentro de los faros que proyectan su luz. Los faros a su vez deben de llevar a cabo dos tareas opuestas: una trata de conseguir una luz potente para realizar una conducción segura, con una cierta difusión cerca del vehículo, a fin de obtener una buena iluminación que permita ver bien el pavimento y la cuneta. Por otra parte, tiene que evitar que esta potente luz no deslumbre a los conductores de los vehículos que vienen en sentido contrario, hace falta otra luz mas baja o de cruce, que sin deslumbrar, permita una iluminación suficiente para mantener una velocidad razonable con la suficiente seguridad.

El alumbrado de carretera se consigue situando la lampara en el interior de la parábola del faro, de manera que su filamento coincida con el foco geométrico de la misma. Así, los rayos de luz que emite el filamento son devueltos por el reflector de manera que en conjunto forman un haz luz paralelo. Si el filamento se coloca delante del foco

geométrico de la parábola, el haz de luz sale convergente, y si se coloca detrás, divergente. Estos efectos pueden verse en la figura inferior:

El foco geométrico de una parábola es por definición, el único punto para el que los rayos reflejados son paralelos. Para el alumbrado de carretera se obtiene, por consiguiente, una intensidad luminosa considerable por un haz de rayos paralelos de gran alcance. Pero esto no es lo que se busca para el alumbrado de carretera ya que se necesita una proyección de luz a gran distancia, pero que no se concentre en un punto sino que se extienda por toda la anchura de la carretera. Para lograr este objetivo el deflector o cristal que cubre el foco suele ir tallado formando prismas triangulares, de tal forma que se consiga una desviación hacia abajo del haz luminoso y una dispersión en el sentido horizontal.

El alumbrado de carretera por su intensidad llega a deslumbrar a los conductores de los automóviles que circulan en sentido contrario. Para evitar esto se dispone del alumbrado de cruce, que se obtiene instalando un segundo filamento por delante del foco geométrico de la parábola, con lo que se consigue que los rayos de luz salen de forma convergentes. Este filamento tiene la peculiaridad de disponer una pequeña pantalla por debajo de él, que evita que los rayos de luz que despide el filamento hacia abajo, sean reflejados por la parábola, con lo cual, solamente lo son los que salen hacia la mitad superior, que parten del reflector con una cierta inclinación hacia abajo, lo que supone un corte del haz de luz, que incide en el suelo a una menor distancia evitando el deslumbramiento.

Los filamentos de las lamparas de carretera y cruce se disponen generalmente en una sola lampara que tiene tres terminales uno de masa, otro de cruce y el otro de carretera. La fijación de la lampara al faro se realiza por medio de un casquillo metálico (G), de manera que encaja en una posición única, en la cual, la pantalla (C) del filamento de cruce queda posicionada por debajo de él en el montaje. Para ello el casquillo va provisto de un resalte que encaja en el foco en una posición predeterminada..

Para aprovechar al máximo la intensidad luminosa del alumbrado de cruce sin deslumbrar al conductor que viene en sentido contrario, se utiliza un sistema de alumbrado llamado de "haz asimétrico". Este efecto consigue dando una pequeña inclinación a la pantalla situada por debajo del filamento de luz de cruce, de forma que el corte de haz de luz se levante en un ángulo de 15º sobre la horizontal a partir del centro y hacia la derecha. Como se ve en la figura inferior la parte derecha de la calzada queda mejor iluminada, permitiendo ver mejor el carril por donde vamos circulando sin deslumbrar a los conductores que vienen en sentido contrario.

 

Lamparas halógenasAunque se les da este nombre, la forma real de llamarlas es Lámpara de Halógeno. Para aumentar la intensidad luminosa de una lámpara se puede aumentar la temperatura de funcionamiento de la misma, pero la forma constructiva de las lámparas incandescentes limitan su temperatura de funcionamiento por lo que también se ve limitada su intensidad luminosa. Las lamparas halógenas presentan la ventaja de que la intensidad luminosa es muy superior a la de una lámpara

convencional, con un pequeño aumento del consumo de corriente y una vida mas larga de funcionamiento. La ausencia casi total de ennegrecimiento de la ampolla, hace que su potencia luminosa sea sensiblemente igual durante toda la vida útil de la lampara.

En la figura superior puede verse la constitución de una lámpara de halógeno de doble filamento para carretera y cruce, donde se aprecia la disposición en linea de ellos y la situación de la pantalla en el de cruce. El extremo de la ampolla esta recubierto con pintura negra especial. La zona recubierta con pintura tiene una influencia directa sobre la distribución de la temperatura en el interior de la ampolla durante el ciclo de halógeno.

Atendiendo a la forma de la ampolla, numero de filamentos y posicionamiento de los mismos, existen básicamente las siguientes clases de lámparas halógenas:

Lámparas H1, de ampolla tubular alargada en la que el único filamento está situado longitudinalmente y separado de la base de apoyo. En su casquillo se forma un platillo de 11 mm de diámetro. Se utiliza fundamentalmente en faros de largo alcance y antinieblas, con potencias de 55, 70 y 100 W.

Lámpara H2, similar a la anterior en cuanto a filamento y ampolla, pero de menor longitud y no dispone de casquillo, sino unas placas de conexión. Es empleada básicamente en faros auxiliares, con potencias similares a la anterior.

Lámpara H3, cuyo único filamento está situado transversalmente sobre la ampolla y no dispone de casquillo, acabando el filamento en un cable con terminal conector. Se

utiliza principalmente en faros auxiliares antiniebla y largo alcance, con potencias similares a las anteriores.

Lámpara H4, que es la mas utilizada en luces de carretera y cruce. Sus dos filamentos van situados en linea alojados en una ampolla cilíndrica, que se fija a un casquillo con plataforma de disco para su acoplamiento a la óptica del faro. En algunos casos, la ampolla principal se cubre con otra auxiliar que puede ser coloreada para aplicación a países que utilizan alumbrado intensivo con luz amarilla. Generalmente se disponen los filamentos con potencias de 55/60 W (cruce-carretera), 70/75 y 90/100 W.

Lampara H5, que es similar a la anterior, de la que se diferencia únicamente por el casquillo, como puede verse en la figura.

El empleo de lampara halógena en lugar de la convencional representa un fuerte aumento de la energía luminosa. Para la luz de carretera, 1200 lm (lúmenes) en lugar de los 700 lm de la lampara

convencional y en luz de cruce 750 lm frente a 450 lum. Los faros halógenos dan una mayor profundidad de visión en la luz de carretera, mientras que en la de cruce, aunque la distancia iluminada es la misma, la luz es mucho mas intensa y el haz luminoso mas ancho, lo que permite ver mejor los bordes de la calzada.

Dada la mayor temperatura de funcionamiento de la lámpara halógena y su potencia luminosa, se hace necesario emplear reflectores apropiados a ellas, cuya fabricación requiere unos niveles de calidad y precisión netamente superiores a los de un reflector convencional. En cuanto al cristal de la óptica se refiere, esta mucho mas cuidado el tallado de los prismas encargados de dirigir con precisión el haz luminoso, especialmente con el funcionamiento de la luz de cruce.Con las lámparas halógenas debe tenerse la precaución de no tocar con los dedos el cristal de cuarzo, pues aparte de las quemaduras que puede provocar cuando esta caliente, la grasilla depositada con el tacto, produce una alteración permanente en el cristal con las altas temperaturas. Por esta razón, cuando se haya tocado el cristal, debe limpiarse con alcohol antes de poner en servicio la lámpara.

Un tipo de lámpara halógena especial es aquella que utiliza gas xenón en el interior de la ampolla, con el cual se consigue una luz más blanca y, por tanto, mas semejante a la luz del día.

 

Lamparas de XenónEstas lamparas son un sistema de iluminación con alto rendimiento luminoso que aumenta la seguridad activa durante la conducción. Se instalan estas lamparas actualmente en los vehículos de alta gama, aunque también se empiezan a ver cada vez mas en vehículos de gama media.

Estructura del faroEsta formado por una unidad de control y un bloque de encendido, normalmente están incorporados en el faro. No obstante, también existen modelos en los que la unidad de control está en una pletina sujeta cerca de las torres de amortiguación. Normalmente, los componentes del faro de descarga de gas pueden sustituirse por separado.

 

FuncionamientoFuncionan por descarga de gas, en el interior de la ampolla hay gas xenón y halogenuros metálicos; para el funcionamiento se requiere un dispositivo electrónico que debe llevarlo el vehículo que utilice estas lamparas, el dispositivo enciende la lampara y controla el arco. Para el encendido el sistema electrónico eleva la tensión entre los electrodos del interior de la ampolla creandose un arco de luz gracias al gas xenón y a la gasificación de los halogenuros metálicos. La luz es generada por medio de un arco voltaico de hasta 30.000 voltios, entre los dos electrodos de tungsteno situados en la cámara de vidrio.El arco es generado por una reactancia o reacción que produce una corriente alterna de 400 Hz. En el interior de la lámpara se alcanza una temperatura de aproximadamente 700 ºC. La temperatura de luz de estas lamparas es de 4100 a 4500ºk frente a los 3200 de las halógenas, por los que es mas blanca.

 

Una vez efectuado el encendido, se hace funcionar la lámpara de descarga de gas aproximadamente durante 3 segundos, con una corriente de mayor intensidad. El objetivo es que la lámpara alcance su claridad máxima tras un retardo mínimo de 0,3 segundos. Debido a este ligero retardo no se utilizan lámparas de descarga de gas para la luz de carretera.

En virtud de la composición química del gas, en la ampolla o bulbo de la lámpara se genera una luz con un elevado porcentaje de luz verde y azul. Esa es la característica de identificación exterior de la técnica de luminiscencia por descarga de gas.

 

Las ventajas de este nueva generación de faros, en comparación con la tecnología de las lámparas convencionales son:

ventajas

El rendimiento luminoso es unas tres veces mayor. Para generar el doble de intensidad luminosa que una lámpara convencional de 55 W, se utiliza una descarga de gas de sólo 35 W. De esta manera se reduce el consumo aproximadamente en un 25%.

La energía eléctrica convertida en calor es mucho menor por lo que se pueden usar faros pequeños y de materiales plásticos.

Banda de luz mas amplia. Mediante una configuración especial del reflector, visera y lente se consigue un alcance superior y una zona de dispersión más ancha en la zona de proximidad. De

esta forma se ilumina mejor el borde de la calzada, lo cual reduce la fatiga visual del conductor.

La vida útil es de unas 2.500 horas. Cinco veces más que una lámpara halógena.

Inconvenientes:

Tardan 60 segundos en dar luz máxima (3200lm) aunque al segundo dan 800lm (lumenes).

Necesitan equipo electrónico de encendido y control.

Se permite el uso solo en combinación con sistemas automáticos de regulación de altura de la luz de los faros y de lavafaros (lo del lavafaros es para que siempre estén limpios, pues la suciedad es un aislante térmico y sin evacuaciones del calor se produce avería segura).

Precio de lámparas e instalación requerida.

 

Faros con lámparas de descarga de gas bixenonEn los sistemas anteriores no era posible generar las luces de cruce y carretera con un sola lámpara de descarga de gas. No se podía modificar el límite claro-oscuro durante el funcionamiento. Ahora es posible utilizar la luz de xenón para cruce y carretera, haciendo intervenir un obturador mecánico “shutter”, cuya posición se conmuta por medio de un electroimán.

 

Con este mecanismo obturador se cubre una parte de la luz generada por la lámpara, para configurar así la luz de cruce. Al pasar el mecanismo a la posición de carretera se deja pasar la totalidad de la luz generada por la lámpara.Se sigue manteniendo una lámpara H7 para la función de ráfagas, ya que la bombilla de xenón, debido a las características de inflamación del gas para la producción de luz, no puede trabajar en la función de apagado y encendido rápido

 

Regulación automática del alcance luminosoPara evitar la posibilidad de deslumbrar a los conductores que circulan en sentido contrario, la legislación obliga a que los vehículos con faros de descarga de gas dispongan de un sistema regulador automático de alcance luminoso. El perfeccionamiento de este sistema dinámico de reglaje se debe a la presencia de sensores situados en los ejes delantero y trasero, los cuales trasmiten la información sobre la situación de la suspensión del vehículo. Los datos recibidos son tratados electrónicamente y transmitidos a los accionadores situados detrás de los proyectores de Xenon. Los tiempos de reacción se miden en milésimas de segundo y la posición del haz de luz es ajustada inmediatamente, emitiéndose un haz luminoso que no deslumbra a los conductores que circulan en sentido contrario.

 

Nota: Si se presenta alguna avería eléctrica en la regulación automática del alcance luminoso, los servomotores del sistema desplazan automáticamente el enfoque de los faros a su posición más baja. De esta forma, el conductor se da cuenta de la avería.

 

Precauciones

Debido a que la lámpara de descarga de gas recibe tensiones eléctricas de hasta 30.000 voltios, es imprescindible extremar las medidas de seguridad. El faro con cámara de descarga de gas y el bloque de encendido tienen rótulos de aviso a este respecto.

Debido a la alta potencia luminosa de este tipo de lámparas, se debe evitar la observación directa y frontal del faro.

Desconectar el borne negativo de la batería antes de proceder al desmontaje o instalación.

Si el faro de xenón está encendido, no tocar la instalación, la bombilla o el enchufe sin protegerse las manos con guantes.

No realizar tareas de mantenimiento en el faro de xenón con las manos húmedas.

Para encender el faro de xenón, la lámpara debe estar instalada en su alojamiento (nunca encender el faro con la lámpara de xenón fuera de éste)

Asegurarse de instalar la lámpara de forma adecuada, si se instala de forma incorrecta, pueden producirse fugas de alta tensión que deteriorarían la lámpara y el enchufe.

Sustitución de una lámparaEsta operación debe realizarse en el taller. Los fabricantes suelen sujetar las tapas con tornillos torx para que el conductor no sustituya la lámpara. El trabajo no encierra dificultad especial, hay que respetar las normas de seguridad descritas con anterioridad y consultar la documentación del fabricante respecto al proceso de desmontaje.

 

Cuando se observen anomalías en el alumbrado debido a que los faros están mal posicionados, deber realizarse un reglaje en los faros, que consiste en posicionar los mismos de forma que el haz luminoso se proyecte adecuadamente por delante del vehículo.

Un mal reglaje en los faros provoca los siguientes problemas:

En luces de cruce: Alta: deslumbramiento a los vehículos que vienen de frente y esta penado por el código de circulación.Baja: perdida de visibilidad (parte del haz luminoso se proyecta sobre el suelo).Lateral: Alumbrado indebido

En luces de carretera:Alta: perdida de alumbramiento en carretera.Baja: perdida de distancia luminosa (parte del haz luminoso se proyecta sobre el suelo).Lateral: alumbrado indebido

El reglaje de los faros puede realizarse colocando el vehículo de frente de una pared, situandolo a una distancia de 5 o 7 metros, y con una persona sentada en el asiento trasero, para que los faros suban un poco y tengan su posición normal de funcionamiento. Se dibujan en la pared las lineas de referencia indicadas en la figura inferior y se conectan las luces de cruce, el haz luminoso de estas debe coincidir con las cruces marcadas en la pared; en caso contrario deberán corregirse las desviaciones de luz, actuandose sobre los tornillos de reglaje situados en los faros o bien si tiene un mando automático de reglaje, actuar sobre este para corregir la desviación del haz del luz.

H: es la distancia entre el suelo y el centro del faroD: es la distancia entre centros de los faros0,1xH: es el resultado de multiplicar 0,1 por la distancia H.

 

 

Este metodo de reglaje de faros es aproximado, para un reglaje mas exacto hay que utilizar dispositivos especificos para este fin, como son los regloscopios que se utilizan en los talleres de reparación.

Alternadores y reguladores de tension

Indice del curso

El alternador igual que la antigua dinamo, es un generador de corriente eléctrica que transforma la energía mecánica que recibe en su eje en energía eléctrica que sirve ademas de cargar la batería, para proporcionar corriente eléctrica a los distintos consumidores del vehículo como son el: el sistema de alimentación de combustible, el sistema de encendido, las luces, los limpias etc.El alternador sustituyo a la dinamo debido a que esta ultima tenia unas limitaciones que se vieron agravadas a medida que se instalaban mas accesorios eléctricos en el automóvil y se utilizaba el automóvil para trayectos urbanos con las consecuencias sabidas (circulación lenta y frecuentes paradas). La dinamo presentaba problemas tanto en bajas como en altas revoluciones del motor; en bajas revoluciones necesita casi 1500 r.p.m. para empezar a generar energía, como consecuencia con el motor a ralentí no generaba corriente eléctrica; una solución era hacer girar a mas revoluciones mediante una transmisión con mayor multiplicación pero esto tiene el inconveniente de: que a altas revoluciones la dinamo tiene la limitación que le supone el uso de escobillas y colector.

Para elegir el alternador adecuado para cada vehículo hay que tener en cuenta una serie de factores como son: - La capacidad de la batería (amperios/hora).- Los consumidores eléctricos del vehículo- Las condiciones de circulación (carretera/ciudad, paradas frecuentes).

Los fabricantes de vehículos determinan el tamaño del alternador teniendo en cuenta los factores expuestos anteriormente y sabiendo que en cualquier situación el alternador debe suministrar suficiente energía eléctrica para alimentar a los consumidores y para cargar la batería, garantizando que el coche vuelva a arrancar la próxima vez que se le solicite sin problemas.Si la demanda de energía es elevada. por ejemplo por haber incorporado en el vehículo diversos consumidores adicionales, puede resultar conveniente sustituir el alternador previsto de serie por otro de mayor potencia, sobre todo cuando el vehículo circula preferente en ciudad, con recorridos cortos y frecuentes paradas. En este caso, es conveniente verificar el consumo de todos los aparatos eléctricos instalados y sus tiempos medios de utilización, al tiempo que se valora el tipo de circulación del vehículo (carretera o ciudad). En general el balance energético del alternador se realiza sumando la potencia eléctrica de todos los consumidores para determinar posteriormente, con ayuda de unas tablas la intensidad nominal mínima necesaria. Como ejemplo diremos que se determina a través de esta tabla aproximadamente que la intensidad del alternador será una décima parte de la suma de potencias de todos los consumidores. Por eso tenemos, si en una determinada aplicación la suma de consumidores es igual a 500 W. la intensidad nominal del alternador necesario debe ser de 50 A.

Curva característica del alternador La intensidad de corriente que puede proporcionar un alternador girando a distintas revoluciones a que es sometido por parte del motor de combustión, se representa generalmente por medio de curvas características que están en función del régimen de giro, las cuales están referidas siempre a una temperatura definida y una tensión constante. En estas curvas se destacan algunos puntos que son de particular importancia en cuanto a las características del alternador.no: Es la velocidad del rotación (aprox. 1000 rpm) a la que el alternador alcanza la tensión nominal sin suministrar corriente.

nL: Velocidad de rotación del alternador cuando el motor de combustión alcanza el régimen de ralentí. En el diagrama de la

curva se representa como una zona, ya que el valor exacto depende cual sea la relación de desmultiplicación fijada respecto con el motor de combustión.A esta velocidad, el alternador debe suministrar como mínimo la corriente necesaria para los consumidores de conexión prolongada, El correspondiente valor se indica en la designación de tipo del alternador. La velocidad (nL) suele estar comprendida entre 1500 y 1800 r.p.m. según sea el tipo de alternador.I L : Es la intensidad que suministra el alternador al ralentí.

nN: La velocidad de rotación nominal, a la que el alternador entrega su corriente nominal, esta establecida en nN = 6000 rpm. La corriente nominal debería ser superior a la que requiere la potencia conjunta de todos los consumidores eléctricos. Esta corriente se indica también en la designación de tipo.IN: Es la intensidad nominal que suministra el alternador a la velocidad de rotación nominal.

nmax: Es la velocidad de rotación máxima del alternador que se ve limitada por los rodamientos, escobillas y anillos colectores, así como por el ventilador. Esta velocidad según sea el tipo de alternador

utilizado va desde las 8000 r.p.m. (vehículos industriales) hasta las 20.000 r.p.m. (automóviles).I max : Es la intensidad que proporciona el alternador a la velocidad de rotación máxima

nA: Es la velocidad de rotación inicial. A esta velocidad, el alternador comienza a entregar corriente cuando aumenta por primera vez la velocidad de rotación. La velocidad inicial es superior a la velocidad de ralentí. y depende de la potencia de excitación previa, de la remanencia del rotor, de la tensión de la batería y de la rapidez de variación de la velocidad de rotación.

Curva característica de la potencia de accionamiento ( P1 ) Esta curva es decisiva para el calculo de la correa de accionamiento, ya que proporciona información sobre cuanta potencia debe proporcionar como máximo el motor del vehículo para accionar el alternador a una velocidad de rotación determinada. Ademas, a partir de la potencia de accionamiento y de la potencia entregada, puede determinar el grado de rendimiento de un alternador. El ejemplo de la gráfica muestra que la curva característica de la potencia de accionamiento, tras un recorrido plano en el margen medio de revoluciones, asciende de nuevo considerablemente al alcanzarse mayores velocidades de giro.

Los alternadores son maquinas sincronas trifasicas que en principio generan corriente alterna, como se sabe el automóvil funciona con corriente continua, para solucionar este inconveniente se incorpora un puente de diodos en el alternador que tiene como misión convertir la corriente alterna en corriente continua. Ademas el alternador debe ir acompañado de un regulador de tensión que se encargara de estabilizar la tensión que proporciona en un valor fijo que será de 14V, para turismos y 28V. para vehículos industriales.

Las características esenciales del alternador trifasicos son las siguientes : ¨- Entrega de potencia incluso en ralentí.- Los diodos ademas de convertir la corriente alterna en corriente continua, evitan que la tensión de la batería se descargue a través del alternador cuando el motor esta parado o el alternador no genera corriente (avería).

- Mayor aprovechamiento eléctrico (es decir, a igualdad de potencia, los alternadores son mas ligeros que las dinamos).- Larga duración (los alternadores de turismos presentan una vida útil a la del motor del vehículo; hasta 150.000 km, por lo que no requieren mantenimiento durante ese tiempo).- Los alternadores mas resistentes para vehículos industriales, se fabrican en versiones sin anillos colectores, bien sea con posibilidades relubricación o provistos de cojinetes con cámaras con reserva de grasa.- Son insensibles a influencias externas tales como altas temperaturas, humedad, suciedad u vibraciones. - Pueden funcionar en ambos sentidos de giro sin requerir medidas especiales, siempre que la forma del ventilador que lo refrigera, sea adecuado al sentido de giro correspondiente.

El alternador debido a su forma constructiva en el que las bobinas inducidas permanecen estáticas formando parte del estator, siendo el campo inductor el que se mueve con el rotor, alimentado con corriente continua procedente del mismo generador a través de dos anillos rozantes situados en el eje de rotor. Esta disposición de los elementos del alternador proporciona grandes ventajas tal como poder girar a grandes revoluciones sin deterioro de sus partes móviles, ademas de entregar un tercio de su potencia nominal con el motor girando al ralentí. y proporcionando su potencia nominal a un régimen de motor reducido; esto permite alimentar todos los servicios instalados en el vehículo, aun en condiciones adversas, quedando la batería como

elemento reservado para la puesta en marcha del mismo, y encontrandose siempre con carga suficiente para una buena prestación de servicio. El rendimiento del alternador aumenta con la velocidad de giro del motor; por eso debe procurarse que la relación de desmultiplicación entre el cigüeñal del motor y el alternador sea lo mas alta posible. En el sector de turismos, los valores típicos están entre 1:2 y 1:3 (por cada vuelta del cigüeñal, da dos vueltas del alternador); en el sector de vehículos industriales llegan hasta 1:5.

Tipos de alternadoresPara la selección del alternador son determinantes, principalmente:- La tensión del alternador (14 V/28 V).- La entrega de potencia (V x I) posible en todo el margen de revoluciones.- La corriente máximaDe acuerdo con estos datos se determinan el dimensionado eléctrico y el tamaño requerido por el alternador.

El fabricante de alternadores BOSCH usa como distintivo de identificación de los tamaños constructivos de alternadores "las letras". El orden sucesivo alfabético indica el tamaño ascendente del alternador.

Versión Aplicación Tiponº de polos

Compacto Turismos y motocicletasGCKCNC

12

Monobloc

Turismos, vehículos industriales, tractores, motocicletas

G1

Turismos, vehículos industriales, tractores

K1, N1

Autobuses T1 16

Vehículos industriales. Largos recorridos, maqu. de construcción

N3 12

Estándar Vehículos especiales T3 14

Vehículos especiales, barcos U2 4, 6

 

Alternadores de polos intercalados con anillos colectoresA esta clasificación pertenecen la mayoría de los alternadores vistos en la tabla menos el monoblioc N3 y el Estándar U2. La construcción de estos alternadores (polos intercalados con anillos rozantes) hacen del mismo un conjunto compacto con características de potencias favorables y reducido peso. Su aplicación abarca una amplia gama de posibilidades. Estos alternadores son especialmente apropiados para turismos, vehículos industriales, tractores, etc. La versión T1 de mayor potencia esta destinada a vehículos con gran demanda de corriente (p. ejem. autobuses).

CaracterísticasLa relación longitud/diámetro elegida permite conseguir máxima potencia con escasa demanda de material. De ello se deriva la forma achatada típica de este alternador, de gran diámetro y poca longitud. Esta forma permite ademas una buena disipación de calor. La denominación de "alternador de polos intercalados" proviene de la forma de los polos magnéticos. El árbol del rotor lleva las dos mitades de rueda polar con polaridad opuesta. Cada mitad va provista de polos en forma de garras engarzados entre si formando alternativamente los polos norte y sur. De ese modo recubren el devanado de excitación, en forma de bobina anular, dispuesto sobre el núcleo polar. El numero de polos realizable tiene un limite. Un numero de polos pequeño determinaría un rendimiento insuficiente de la maquina, mientras que un numero demasiado grande haría aumentar excesivamente las perdidas magnéticas por fugas, Por esta razón, estos alternadores se construyen, según el margen de potencia, con 12 ó 16 polos.

 

Alternadores compactos GC, KC, NC

AplicaciónEstán destinados a turismos con gran demanda de potenciaSon especialmente apropiados para los modernos motores de vehículos con régimen de ralentí. reducido. La velocidad de giro máxima aumentada del altenador (20.000 r.p.m. durante breve tiempo) permite una mayor desmultiplicación, por lo que estos alternadores pueden entregar hasta un 25% mas de potencia con una misma velocidad de giro del motor que los alternadores del tipo monobloc.Estructura Los alternadores compactos son alternadores trifasicos autoexcitados, de 12 polos, con rotor sincrono de garras polares, anillos colectores pequeños y diodos de potencia Zenner, con doble flujo de ventilación. En el estator se encuentra el devanado trifasico con 12 polos y en el rotor el sistema de excitación con el mismo numero de polos. Dos ventiladores interiores refrigeran el alternador desde las carcasas frontales. Esto reduce el ruido de la ventilación y permite una mayor libertad de elección del punto de montaje en el motor.Los anillos colectores presentan un diámetro sensiblemente menor, con lo cual disminuye también la velocidad periférica de los mismos. Con ello disminuye el desgaste, tanto de la superficie de los anillos colectores como de las escobillas, gracias a lo cual la vida útil del alternador ya no esta determinada por el desgaste de estas . El regulador electrónico de tensión esta integrado en el portaescobillas.Un revestimiento de plástico protege de la corrosión al rectificador,

realizado en versión estratificada, con diodos Zenner. Los diodos Zenner ofrecen una protección adicional contra sobretensiones y picos de tensión.

 

Alternadores compactos de segunda generación (serie constructiva B)La serie B de alternadores compactos para turismos y vehículos industriales es una versión perfeccionada del alternador compacto, con mayor vida útil, menores dimensiones, peso mas reducido y potencia inicial aumentada. La serie se compone de seis tamaños constructivos con 14 V de tensión nominal y tres tamaños con una tensión nominal de 28 V. El estrecho escalonamiento permite una optima adaptación a la demanda de potencia y al espacio disponible en el compartimento motor de los automóviles modernos.

Denominación

Tensión

nominal

Corriente nominal

(amperios) a:

1.800 r.p.m.

6.000 r.p.m.

GCB1GCB2KCB1KCB2NCB1NCB2

14 V

223750607080

557090

105120150

KCB1NCB1NCB2

28 V253540

5580

100

EstructuraLa estructura fundamental de la serie constructiva B no se diferencia de la de un alternador compacto convencional. Una nueva ejecución del rectificador (puente de diodos) permite un mayor caudal de aire con lo que se mejora la refrigeración. Ademas estos alternadores están equipados con un regulador de tensión multifuncional que explicaremos mas adelante.

Alternadores monobloc G1, K1 y N1Aplicación El extenso numero de modelos de alternadores trifasicos en versión monobloc, series constructivas G1, K1 y N1, permite utilizarlos en turismos y vehículos industriales, aunque los turismos se equipan cada vez mas con alternadores compactos.EstructuraLos alternadores un versión monobloc tiene un funcionamiento igual al de los alternadores compactos. Los monobloc son alternadores trifasicos con un solo flujo de ventilación, autoexcitados, de 12 polos. En las chapas de refrigeración de la tapa de anillos colectores van montados a presión 6 diodos de potencia para la rectificación de la tensión del alternador. En la mayoría de las versiones, el regulador electrónico de tensión va montado formando una unidad con el portaescobillas, directamente en la cara frontal de la tapa de anillos colectores.

Para condiciones de utilización especiales, los alternadores K1 y N1 están provistos del siguiente equipamiento:- A través de un adaptador de conexión de tubos flexibles se aspira aire fresco por un manguito si la temperatura ambiente es muy elevada.

- La velocidad máxima de giro puede aumentar hasta 18.000 r.p.m.- Para condiciones de montaje muy desfavorables existe una protección especial contra la corrosión.- Para la protección de componentes sensibles a los picos de tensión en caso de desconexión repentina de la carga y funcionamiento sin batería, se utilizan diodos de potencia Zenner para la rectificación

 

Alternadores monobloc (serie constructiva T1) Estos alternadores están previstos para vehículos con elevado consumo de corriente, sobre todo para autobuses. Los autobuses urbanos requieren una elevada entrega de potencia dentro de un margen amplio de revoluciones, que abarca también el ralentí. del motor. El funcionamiento es idéntico al de los alternadores de la versión monobloc de las series constructivas G1, K1, y N1.

Estructura Los alternadores T1 son alternadores trifasicos con un solo flujo de ventilación, autoexcitados y de 16 polos, con diodos rectificadores incorporados y anillos colectores encapsulados. En el estator va alojado el devanado trifasico, y en el rotor, el sistema de excitación.Los alternadores T1 en versión de brazo giratorio, con brazo de fijación hacia la izquierda o a la derecha, para fijación elástica o rigida.

Rodamientos especialmente anchos con grandes reservas de grasa, permiten largos tiempos de utilización y mantenimiento. Los alternadores están refrigerados por ventiladores independientes del sentido de giro y protegidos en invierno contra las salpicaduras de agua dulce y agua con sal mediante medidas anticorrosión especiales. En caso de funcionamiento en condiciones extremas (calor y polvo) puede aspirarse aire fresco, seco y exento de polvo, a través de un adaptador y un tubo flexible dispuesto con ese fin.Dentro de los alternadores T1 tenemos una versión especial que es el DT1 se trata de un doble alternador que sirve para satisfacer las mayores demandas de potencia que se dan en los autobuses actuales. El DT1 se trata de un doble alternador que se compone de dos alternadores de la serie constructiva T1, acoplados eléctrica y mecánicamente en una carcasa común.El regulador electrónico de tensión esta montado en el alternador. Las escobillas y los anillos colectores se encuentran dentro de una cámara de anillos colectores protegida contra el polvo. Una resistencia de 100 ohmios entre D+ y D-, hace que se encienda la lampara de control del alternador en caso de interrupción del campo.

 

Alternadores de polos individuales con anillos colectores (serie constructiva U2)

Se utilizan preferentemente para vehículos grandes con gran demanda de corriente (> 100 A) y tensiones de batería de 24 V. Son especialmente apropiados, por lo tanto, para autobuses, vehículos sobre railes, embarcaciones y grandes vehículos especiales. Se trata de un alternador de 4 polos autoexcitado. En cada vuelta del rotor tienen lugar cuatro pasos polares, induciendose cuatro semiondas por devanado. Es decir, para tres fases, 4 x 3 = 12 semiondas por vuelta.

EstructuraLa disposición del devanado estatorico trifasico y la variación de corriente son

idénticas a las del alternador de polos intercalados. Sin embargo, el rotor de este tipo básico del alternador difiere del sistema del rotor de garras polares.

El rotor de garras presenta un devanado de excitación central que actúa conjuntamente para todos los polos. El de polos individuales, por el contrario, lleva cuatro o seis polos individuales a los que esta aplicado directamente el devanado de excitación.Cada uno de estos bobinados esta individualmente. La forma característica del rotor determina la forma cilíndrica alargada del alternador de polos individuales. En la carcasa cilíndrica del alternador esta dispuesto el estator con el devanado estatorico trifasico. La carcasa esta cerrada por una tapa de anillos colectores y una tapa de cojinete de accionamiento. El rotor de polos individuales alojado en el interior lleva el devanado de excitación. La corriente de excitación se conduce a través de los anillos colectores y las escobillas. El rectificador y el regulador son componentes externo que se montan separados del alternador en un lugar protegido contra el calor del motor, la humedad y la suciedad. La conexión entre el alternador y el regulador se realiza mediante el juego de cables de seis conductores. Gracias al encapsulamiento de los anillos colectores y a un rodamiento de bolas con cámara de grasa ampliada, este alternador es apropiado para funcionar largo tiempo ininterrumpidamente.

 

Alternadores con rotor-guia sin anillos colectores (serie constructiva N3)

Las únicas piezas sujetas a desgaste de estos alternadores son los rodamientos. Se utilizan en los transportes donde la larga duración sea un factor decisivo (maquinaria de construcción, camiones para largos recorridos y vehículos especiales para grandes esfuerzos. La importancia de los alternadores de rotor-guia estriba en que permiten recorrer distancias extremadamente grandes en condiciones difíciles. Su principio constructivo se basa en la idea de emplear en el alternador el menor numero de piezas posibles sometidas a desgaste, para conseguir así prolongados tiempos de servicio sin mantenimiento. Este alternador esta prácticamente exento de mantenimiento.

Funcionamiento y estructura El alternador se autoexcita por medio del devanado de excitación fijo situado sobre el polo interior. Como la remanencia es lo suficientemente grande, no es necesaria la preexcitación del alternador. El campo de excitación magnetiza los dedos polares, dispuestos alternadamente, del rotor-guia giratorio. El campo magnético giratorio de estos polos induce a su vez una tensión alterna trifasica en el devanado estatorico. El flujo magnético discurre desde el núcleo polar del rotor giratorio a través del polo interior fijo hasta la pieza guía, y luego a través de sus polos hasta el paquete del estator fijo. A través de la mitad de las garras de polos intercalados, de polaridad opuesta se cierra el circuito magnético en el núcleo del polar del rotor. Al contrario que en el rotor de anillos colectores, el flujo magnético debe superar dos entrehierros adicionales entre la rueda polar giratoria y el polo interior fijo. Normalmente, ademas de la carcasa con el paquete del estator, las chapas de refrigeración con los diodos de potencia y el regulador transistorizado de montaje adosado, pertenecen también a la parte fija de la maquina el polo interior con el devanado de excitación. La parte giratoria consta únicamente del rotor con la rueda polar y su pieza guía. Seis dedos polares de igual polaridad forman respectivamente una corona polar como polos norte y sur Las dos coronas, como mitades por polos en forma de garras, se mantienen juntas mediante un anillo no magnético dispuesto bajo los polos, engarzados entre si.

 

Alternador compacto de refrigeración liquidaEl ventilador necesario para la refrigeración es la causa determinante del ruido del flujo en los alternadores refrigerados por aire. Una reducción considerable del ruido con una entrega de corriente mayor solo puede lograrse con un alternador de refrigeración liquida, para cuya refrigeración se utiliza el liquido refrigerante del motor.En los vehículos modernos de clase media y superior, la utilización de un alternador totalmente encapsulado y de refrigeración liquida es hasta ahora la única posibilidad de reducir la rumorosidad en el vehículo. La insonorización de la envoltura del liquido refrigerante actúa sobre todo a altas revoluciones, régimen en el que es especialmente acusado el ruido de flujo de los alternadores refrigerados por aire.El calor disipado del alternador bajo la correspondiente carga del mismo (p. ejem. mediante resistencias calefactoras en la entrada de aire al habitáculo) favorece el calentamiento del agua refrigerante durante la fase de calentamiento, lo cual luego contribuye sobre todo en los modernos motores Diesel con grado de rendimiento optimizado, a reducir la fase de calentamiento del motor y el rápido calentamiento del habitáculo.

Estructura El alternador totalmente encapsulado esta ejecutado con un rotor-guia

sin anillos colectores, porque en un sistema de escobillas y anillos colectores no ofrecería una vida útil suficiente debido a las altas temperaturas del interior.El alternador esta fijado en una carcasa de inserción. La envoltura de liquido refrigerante entre la carcasa del alternador y la carcasa del alternador y la carcasa de inserción esta en comunicación con el circuito de refrigeración del motor. Todas las fuentes de perdidas esenciales (estator, semiconductor de potencia, regulador y devanado de excitación fijo) están acoplados a la carcasa del alternador de forma que pueda producirse una buena condición del calor. Las conexiones eléctricas se encuentran en el lado de accionamiento.

Equipo de encendido

             El equipo de encendido enciende la mezcla de aire-combustible la cual es comprimida en el interior del cilindro.

             EI equipo de encendido es requerido para generar suficiente chispa para encender la mezcla de aire-combustible y para generar estas chispas con la distribución que corresponde a la condición de funcionamiento del motor, también que sea extremadamente durable.

Bobina de Encendido

             Este dispositivo genera el alto voltaje necesario para el encendido. La bobina secundaria está envuelta alrededor del núcleo, que es hecho de placas de hierro delgado en capas unidas. Sobre esto, la bobina primaria está enrollada. La corriente es enviada intermitentemente a la bobina primaria de acuerdo con la abertura y cierre de los puntos en el distribuidor, y la bobina secundaria enrollada alrededor del núcleo genera el alto voltaje entregado por la bobina.

Cable de Alta Tensión

             Estos son cables que confiablemente transmiten el alto voltaje generado en la bobina de encendido hacia las bujías de encendido. Los conductores (núcleo de alambre) de estos cables son cubiertos con una capa gruesa de jebe aislante para prevenir la pérdida del alto voltaje. Estos cables conectan la bobina de encendido al distribuidor y del distribuidor a las bujías de encendido.

Distribuidor

             El distribuidor consiste en una sección distribuidora de energía la cual distribuye la corriente para cada una de las bujías de acuerdo con la secuencia de descarga, un generador de señal de encendido el cual envía corriente intermitentemente a la bobina de encendido

y un avanzador que controla el tiempo de encendido de acuerdo con las condiciones del motor.

Bujías de Encendido

             La corriente de alto voltaje (10 a 30 Kv) procedente del distribuidor genera una chispa de alta temperatura entre el electrodo central y de masa (tierra) de la bujía para encender la mezcla de aire- combustible comprimida. De este modo se enciende la mezcla de aire-combustible en el cilindro. Las bujías de encendido son divididas dentro del tipo de valor térmico alto y bujías de tipo de valor térmico bajo, dependiendo del grado de dispersión (valor térmico) del calor recibido cuando la mezcla de aire-combustible es quemada. Ese grado es expresado con un número. Generalmente, las bujías de encendido que son apropiadas para el motor y modelo de vehículo son seleccionadas, luego un tipo específico de bujía debe ser usado.

             Mayormente, las bujías especificadas son claramente descritas en la Especificaciones de Servicio incluidas con los items del motor en el Manual de Reparación. 

Construcción de las Bujías

             Las bujías están construidas como se muestra en la ilustración. El aIto voltaje procedente del distribuidor es conducido al terminal y pasado a través del electrodo central y resistor, y

luego genera chispas en la parte (A) en la ilustración. El resistor se ha incluido para evitar el “ruido” captado por la radio, y es generado por las chispas de alto voltaje.

Rango Térmico de una Bujía

             El rango térmico de una bujías se refiere a la temperatura de operación de la misma bujía Una bujía que disipa más calor es denominada “ bujía fría” debido a que permanece más fría, mientras que una bujía que disipa mucho menos el calor es denominada bujías caliente” , debido a que esta mantiene su calor.

             La longitud de la punta del aislador (T) de las bujías frías y calientes varia como se muestra en la figura. La bujía fría tiene la longitud de la punta del aislador más corta (ver a). Puesto que el área de la superficie expuesta a la llama es pequeña y la ruta de radiación del calor es corta, la radiación de calor es excelente y la temperatura del electrodo central no es muy alta. Por esta razón, se usa una bujía fría, ya que es más difícil que ocurra el pre-encendido.

             Por otro lado, debido a que la bujía caliente tiene la punta del aislador más larga (ver c), el área de la superficie expuesta a la llama es mayor, la ruta de radiación de calor es larga y la radiación es pequeña. Como

resultado, la temperatura del electrodo central aumenta demasiado y la temperatura de autolimpieza puede lograrse más rápidamente en el rango de bajas velocidades que en el caso de una bujía fría.

IMPORTANTE

             Existen varios estándares para bujías incluyendo no solamente el rango térmico, sino también el tamaño de la rosca, la proyección del electrodo central, etc. a fin de reunir las condiciones para cada modelo de vehículo. Por lo tanto, cuando se necesite reemplazar las bujías es necesario usar bujías que reúnan los estándares requeridos para cada vehículo en particular.

Equipo de carga y equipo de arranque

             En el equipo eléctrico de los motores, además del equipo de encendido, se incluye el equipo de carga que rellena la energía

a la batería la cual es usada por el equipo de arranque, que enciende el motor. El equipo de carga consiste en el alternador, que genera electricidad, y el regulador, que mantiene el voltaje constante de la electricidad generada. El equipo de arranque

consiste en el arrancador. La batería adicionalmente esta siendo usada como un dispositivo de almacenaje eléctrico que también

es usado como creador del suministro de energía.

Alternador

             El alternador no funciona solamente para suministrar

energía eléctrica a varios dispositivos durante el manejo, sino también para mantener la batería cargada para que

éste pueda suministrar energía El alternador tiene una bobina rotora

(electromagneto rotor) que es conectado directamente a la polea, que es girada

vía una correa en V por el motor. El alternador tiene también una bobina reactora que genera energía de corriente alterna. Esta

corriente alterna es convertida a corriente DC por un rectificador.

Regulador

             El regulador funciona para ajustar el voltaje generado por el alternador a un voltaje constante (aproximadamente 14-15V). El regulador puede tener cualquier

tipo de contacto regulador, el cual mantenga un voltaje constante por abertura

y cierre de puntos, o un regulador IC, que controla la corriente usando un circuito integrado.

Arrancador

             Puesto que un motor es incapaz de arrancar sólo por el mismo, su cigüeñal debe ser girado por una fuerza externa a fin de que la mezcla aire-combustible sea tomada, para dar lugar a la compresión y para que el inicio de la combustión ocurra. EI arrancador montado en el bloque de cilindros empuja contra un engranaje motriz cuando el interruptor de encendido es girado, una cremallera engancha con el volante y el cigüeñal es girado.

Batería

             La batería funciona para suministrar electricidad al equipo de arranque del motor, al equipo de encendido y luces, así como

también a otros dispositivos eléctricos que son usados en el vehículo. Además, ésta es recargada con electricidad generada

por el alternador. La batería es un contenedor (deposito de batería) que está dividido interiormente en varios segmentos. Este contenedor contiene fluido electrolítico y placas. Estos segmentos divididos internamente son unidos por conectores en serie, para que juntos ocurra la descarga y recarga a través de una reacción

química entre el fluido electrolítico y las placas.

El sistema eléctrico

El aire acondicionado

           El sistema de aire acondicionado en un automóvil combina un enfriador y un calentador para ajustar la temperatura y la

humedad del aire interior del vehículo y mantenerlo cómodo todo el tiempo.

Teoría del Enfriador

           El principio del enfriamiento del aire compromete la utilización de las propiedades de un refrigerante para perder calor

cuando es vaporizado. El efecto refrigerante en un enfriador es logrado por repetidos cambios de estado del refrigerante de gas a

liquido y viceversa.

Configuración del Enfriador y Secuencia del Enfriamiento

Compresor

           El motor es movido por la caja de cigüeñal vía una polea y correa. Este comprime el refrigerante causando llegue a

calentarse y tenga una gran presión.

Condensador

           El condensador es montado enfrente del radiador. La alta temperatura, la alta presión del refrigerante desde el compresor es

pasada a través del condensador donde es enfriado_ y licuado. Tanque Receptor El refrigerante licuado en el condensador es

luego almacenado en este tanque para suministrarlo al evaporador.

Válvula de Expansión

           El refrigerante licuado es enviado desde el tanque receptor y es luego atomizado por esta válvula e inyectado dentro del

evaporador.

Evaporador

           El refrigerante atomizado es vaporizado en el evaporador y

este es enfriado por el calor de vaporización. El aire que pasa a través del evaporador es además enfriado y es soplado hacia

fuera como aire frío.

Configuración del enfriador y flujo del refrigerante

 

Construcción del Acondicionador de Aire

           El aire que es tomado pasando a través del evaporador y es separado por un regulador, es mezclado con el aire que está

pasando a través del núcleo del calentador. Las dos corrientes de aire son luego combinadas y sopladas hacia afuera. Para ajustar la temperatura, la cantidad de aire que pasa a través del núcleo del calentador es ajustada por el regulador mezclador de aire,

cambiando las proporciones de aire frío y aire caliente.

Flujo del aire

Los medidores

           Los medidores son dispositivos por los cuales el conductor puede confirmar el estado de cada parte del automóvil todo el tiempo. Los medidores incluyen el velocímetro, el tacómetro,

medidor de combustible y medidor de temperatura de agua, así como también otros instrumentos y lámparas de aviso las cuales indican cuando varios sistemas están funcionando mal. Estos son

montados en el panel de instrumentos enfrente del asiento del conductor y son diseñados para ser fácilmente vistos y con iluminación o proveen una indicación de las condiciones de

operación de cada uno de los sistemas.

Velocímetro

El velocímetro incluye un medidor de velocidad, el cual indica la

velocidad de manejo en millas o kilómetros por hora, el odómetro,

el cual muestra la distancia recorrida acumulada, y un medidor de viaje, el cual puede ser puesto

a cero mientras maneja para medir la distancia recorrida.

Medidor de Velocidad

El indicador de aguja es girado usando cambios en las líneas de fuerza magnética operando entre el eje de magneto conectado al

cable del velocímetro y el rotor.

Odómetro

Seis o siete anillos de cálculo (contómetros) en la parte posterior de la placa de escala son movidos por la rotación de un eje vía un

engranaje.

Medidor de Viaje

Básicamente es el mismo que el odómetro, pero el medidor de viaje incluye un mecanismo que remonta el contómetro a cero cuando el botón del medidor de viaje es presionado. Algunos

modelos tienen un medidor de viaje, mientras otros modelos tiene dos.

Tacómetro

Este medidor muestra las revoluciones por minuto del motor. El voltaje en la bobina de encendido (señal de encendido del motor) es convertido a pulsaciones de corriente DC (forma de ondas) por un circuito electrónico que incluye transistores. Estas pulsaciones fluyen a una bobina en el medidor y los cambios en las líneas de fuerza magnética que son además generadas, causan que el eje

del indicador de aguja gire.

Medidor de Combustible y Medidor de Temperatura de Agua

El medidor de combustible indica la cantidad de combustible restante en el tanque y el medidor de temperatura de agua indica la temperatura del refrigerante del motor. Un medidor transmisor

(dispositivo sensor) que cambia los valores de resistencia de acuerdo con el combustible restante y la temperatura del

refrigerante, convierte el flujo de corriente en el ramal térmico en el indicador de aguja, cambiando el grado que los bimetales son

doblados y además cambian la posición d