El sistema elctricoEl sistema elctrico del automvil ha evolucionado desde su surgimiento en gran medida y adems, son muchas las prestaciones que pueden aparecer en uno u otro tipo de vehculo, por tal motivo resulta muy difcil, si no imposible, establecer un sistema elctrico universal para todos.En la poca en la que el generador de corriente directa (dinamo) suministraba la potencia elctrica, y debido a su limitada capacidad, las partes accionadas elctricamente estaban restringidas generalmente al arranque del motor, la iluminacin y alguna que otra prestacin adicional, pero con el surgimiento del alternador en los aos 1960s y su posibilidad de producir grandes potencias, ha ido pasando gradualmente a accionamiento elctrico una gran parte de los mecanismos clsicos del automvil, en general todo el sistema de control y se han agregado muchos nuevos. De este modo, hasta la preparacin de la mezcla aire-combustible del motor de gasolina se hace de manera elctrica con el uso de un sofisticado sistema de inyeccin.En la figura 1 a continuacin se ha tratado de establecer un circuito lo ms amplio posible de un automvil de gasolina actual con las prestaciones bsicas con el fin de facilitar su comprensin general, pero en muchos de los automviles ms modernos el sistema elctrico es extraordinariamente complejo e incluye muchas partes electrnicas que no se han representado aqu.

Observe que en la figura 1 que los cables conectores aparecen con diferentes colores, y son los siguientes:Rojo: Conexiones directas al acumulador sin proteccin con fusibles.Marrn: Conexiones alimentadas a travs de fusibles de proteccin. Estos fusibles y sus circuitos correspondientes pueden ser mltiples, aunque en el esquema se representan como uno solo. Cuando la potencia elctrica lo requiere se utilizan rels relevadores que no han sido representados.Verde: Circuitos alimentados desde el interruptor de encendido. Estos circuitos solo tienen tensin elctrica cuando el interruptor est conectado. Cuando la potencia elctrica lo requiere se utilizan rels relevadores que no han sido representados.Azul: Cables de alta tensin del sistema de encendido (en la actualidad estos cables no existen en una buena parte de los automviles).Violeta: Circuitos protegidos con fusible, para algunas de las prestaciones adicionales, con interruptor propio. Estos circuitos estn alimentados con tensin en todo momento. Cuando la potencia elctrica lo requiere se utilizan rels relevadores que no han sido representados.Amarillo: Circuito de iluminacin de carretera y tablero de instrumentos. Est protegido con fusibles y alimentado con tensin permanentemente. Tiene su propio interruptor. En algunos casos la permutacin de las luces principales de carretera se hace con el uso de rels relevadores, que no han sido representados.Magenta: Cables a los sensores de los instrumentos del tablero.Negro: Conexiones de tierra.Las partes incluidas en el diagrama del circuito son:1.- Acumulador 2.-Regulador de voltaje 3.-Generador 4.- Bocina o claxon 5.-Motor de arranque 6.-Caja de fusibles 7.-Interruptor de claxon 8.-Prestaciones de potencia que funcionan con el interruptor de encendido conectado y con interruptor propio; ejemplo: vidrios de ventanas, limpiaparabrisas etc. 9.-Representa los interruptores de las prestaciones 8 10.-Distribuidor 11.-Bujas 12.-Representa las prestaciones de potencia que funcionan sin el interruptor de encendido; ejemplo: seguros de las puertas, cierre del bal de equipaje etc. 13.-Interruptor de encendido 14.- Bobina de encendido 15.-Faros de luz de carretera delanteros 16.-Interruptor de faros de luz de carretera 17.-Interruptor de faros de luz de frenos 18.-Luces indicadoras de frenado 19.-Interruptor-permutador de faros de va (intermitentes) 20.-Tablero de instrumentos 21.-Interruptor de lmpara de cabina 22.-Lmpara de cabina 23.-Luces de va (intermitentes) 24.-Interruptor de prestaciones especiales 25.-Luces de carretera traseras 26.-Representa las prestaciones especiales que solo funcionan con el interruptor de encendido conectado; ejemplo: radio, antenas elctricas etc. 27.-Sistema de inyeccin de gasolina 28.-Sensores de instrumentos del tablero.

No es posible realizar la descripcin detallada del circuito presentado en la brevedad de un solo artculo, por ello el sistema elctrico estndar presentado se ha dividido en los diferentes sub-sistemas principales que lo constituyentes y estos son:1. Sistema de generacin y almacenamiento.2. Sistema de encendido.3. Sistema de arranque. 4. Sistema de inyeccin de gasolina.5. Sistema de iluminacin.6. Instrumentos de control.7. Prestaciones adicionales.8. Prestaciones especiales.Sistema de generacin y almacenamientoEste sub-sistema del sistema elctrico del automvil est constituido comnmente por cuatro componentes; el generador, el regulador de voltaje, que puede estar como elemento independiente o incluido en el generador, la batera de acumuladores y el interruptor de la excitacin del generador. En la figura 1 puede verse un esquema de este sub-sistema.

El borne negativo de la batera de acumuladores est conectado a tierra para que todos los circuitos del sistema se cierren por esa va.Del borne positivo sale un conductor grueso que se conecta a la salida del generador, por este conductor circular la corriente de carga de la batera producida por el generador. Esta corriente en los generadores modernos puede estar en el orden de 100 amperes.De este cable parte uno para el indicador de la carga de la batera en el tablero de instrumentos, generalmente un voltmetro en los vehculos actuales. Este indicador mostrar al conductor el estado de trabajo del sistema.Desde el borne positivo de la batera tambin se alimenta, a travs de un fusible, el interruptor del encendido.Cuando se conecta este interruptor se establece la corriente de excitacin del generador y se pone en marcha el motor, la corriente de excitacin ser regulada para garantizar un valor preestablecido y estable en el voltaje de salida del generador. Este valor preestablecido corresponde al mximo valor del voltaje nominal del acumulador durante la carga, de modo que cuando este, est completamente cargado, no circule alta corriente por l y as protegerlo de sobrecarga.Con este esquema de conexiones se garantiza que una vez puesto en marcha el motor, ya el generador tenga la corriente de excitacin y comience rpidamente a generar electricidad para restituir el estado de carga completa del acumulador, y alimentar el resto de los consumidores.

Sistema de encendidoCuando se habla de sistema de encendido generalmente nos referimos al sistema necesario e independiente capaz de producir el encendido de la mezcla de combustible y aire dentro del cilindro en los motores de gasolina o LPG, conocidos tambin como motores de encendido por chispa, ya que en el motor Diesel la propia naturaleza de la formacin de la mezcla produce su auto-encendido. En los motores de gasolina resulta necesario producir una chispa entre dos electrodos separados en el interior del cilindro en el momento justo y con la potencia necesaria para iniciar la combustin.Generacin de la chispaEn conocido el hecho de que la electricidad puede saltar el espacio entre dos electrodos aislados si el voltaje sube lo suficiente producindose lo que se conoce como arco elctrico. Este fenmeno del salto de la electricidad entre dos electrodos depende de la naturaleza y temperatura de los electrodos y de la presin reinante en la zona del arco. As tenemos que una chispa puede saltar con mucho menos voltaje en el vaco que cuando hay presin y que a su vez, el voltaje requerido ser mayor a medida que aumente la presin reinante. De esto surge la primera condicin que debe cumplir el sistema de encendido: Condicin 1: El sistema de encendido debe elevar el voltaje del sistema elctrico del automvil hasta valores capaces de hacer saltar la electricidad entre dos electrodos separados colocados dentro del cilindro a la presin alta de la compresin.Momento del encendidoDurante la carrera de admisin la mezcla que ha entrado al cilindro, bien desde el carburador, o bien mediante la inyeccin de gasolina en el conducto de admisin se calienta, el combustible se evapora y se mezcla ntimamente con el aire. Esta mezcla est preparada para el encendido, en ese momento una chispa producida dentro de la masa de la mezcla comienza la combustin. Esta combustin produce un notable incremento de la presin dentro del cilindro que empuja el pistn con fuerza para producir trabajo til.Para que el rendimiento del motor sea bueno, este incremento de presin debe comenzar a producirse en un punto muy prximo despus del punto muerto superior del pistn y continuar durante una parte de la carrera de fuerza.Cuando se produce la chispa se inicia el encendido primero alrededor de la zona de la chispa, esta luego avanza hacia el resto de la cmara como un frente de llama, hasta alcanzar toda la masa de la mezcla. Este proceso aunque rpido no es instantneo, demora cierto tiempo, por lo que nuestro sistema debe producir la chispa un tiempo antes de que sea necesario el incremento brusco de la presin, es decir antes del punto muerto superior, a fin de dar tiempo a que la llama avance lo suficiente en la cmara de combustin, y lograr las presiones en el momento adecuado, recuerde que el pistn est en constante movimiento. A este tiempo de adelanto de la chispa con respecto al punto muerto superior se le llama avance al encendido.Si consideramos ahora la velocidad de avance de la llama como constante, resulta evidente que con el aumento de la velocidad de rotacin del motor, el pistn se mover mas rpido, por lo que si queremos que nuestro incremento de presin se haga siempre en la posicin adecuada del pistn en la carrera de fuerza, tendremos necesariamente, que adelantar el inicio del salto de la chispa a medida que aumenta la velocidad de rotacin del motor. De este asunto surge la segunda condicin que debe cumplir el sistema de encendido: Condicin2: El sistema de encendido debe ir adelantando el momento del salto de la chispa con respecto a la posicin del pistn gradualmente a medida que aumenta la velocidad de rotacin del motor.La consideracin hecha de que la velocidad de avance de la llama es constante no es estrictamente cierta, adems en dependencia del nivel de llenado del cilindro con mezcla durante la carrera de admisin y de la riqueza de esta, la presin dentro del cilindro se incrementar a mayor o menor velocidad a medida que se quema, por lo que durante el avance de la llama en un cilindro lleno y rico la presin crecer rpidamente y puede que la mezcla de las partes ms lejanas a la buja no resistan el crecimiento de la presin y detonen antes de que llegue a ellas el frente de llama, con la consecuente prdida de rendimiento y perjuicio al motor. De aqu surge la tercera condicin que debe cumplir el sistema de encendido: Condicin 3: El sistema de encendido debe ir atrasando el momento del salto de la chispa a medida que el cilindro se llena mejor en la carrera de admisin.Distribucin del encendidoCuando el motor tiene mltiples cilindros de trabajo resultar necesario producir la chispa cumpliendo con los requisitos tratados hasta aqu, para cada uno de los cilindros por cada vuelta del cigeal en el motor de dos tiempos, y por cada dos vueltas en el de cuatro tiempos. De aqu la cuarta condicin: Condicin 4: El sistema de encendido debe producir en el momento exacto una chispa en cada uno de los cilindros del motor.Veamos ahora como se cumplen estas exigencias para el sistema de encendido.

El diagrama bsicoEn la figura de la derecha se muestra un diagrama de bloques de los componentes del sistema de encendido.

Resulta imprescindible una fuente de suministro de energa elctrica para abastecer al sistema, este puede ser una batera de acumuladores o un generador.Luego ser necesario un elemento que sea capaz de subir el bajo voltaje de la batera, a un valor elevado para el salto de la chispa (varios miles de voltios). Este generador de alto voltaje tendr en cuenta las seales recibidas de los sensores de llenado del cilindro y de la velocidad de rotacin del motor para determinar el momento exacto de la elevacin de voltaje. Para la elevacin del voltaje se usa un transformador elevador de altsima relacin de elevacin que se le llama bobina de encendido en trabajo conjunto con un generador de pulsos que lo alimenta.Ser necesario tambin un dispositivo que distribuya el alto voltaje a los diferentes cables de cada uno de los productores de la chispa dentro de los cilindros (bujas) en concordancia con las posiciones respectivas de sus pistones para el caso del motor policilndrico.

Descripcin de los componentesDada la diversidad y de formas en que pueden cumplimentarse en la actualidad las exigencias del sistema de encendido y a su larga historia de adaptacin a las tecnologas existentes se hace difcil abarcar todas las posibilidades, no obstante, haremos un recorrido por los mas representativos.La aparicin en la dcada de los 60s del siglo pasado de los dispositivos semiconductores y en especial los transistores, y luego los circuitos integrados, sent pauta en la composicin y estructura de los sistemas de encendido, de manera que para hablar de ellos habr un antes, y un despus, que son decisivos a la hora de describir un sistema de estos. Utilizaremos para la descripcin del sistema uno de tipo clsico, de los utilizados antes de que los dispositivos electrnicos formaran parte del sistema.Fuente de alimentacinLa fuente de alimentacin del sistema de encendido depende en muchos casos de la futura utilizacin a que se destine el motor, as tenemos que normalmente para el motor del automvil que incluye, porque es requerido, una batera de acumuladores, se utiliza esta fuente para la alimentacin del sistema, pero para los motores estacionarios, especialmente los pequeos, donde la batera no es necesaria para otro fin, se acude a los generadores de pulsos elctricos conocidos como magnetos. Estos magnetos son pequeos generadores del tipo de rotor a imanes permanentes de corriente alterna movidos por el propio motor y sincronizados con l que producen electricidad para alimentar el sistema de encendido durante el tiempo necesario para generar la chispa.En ocasiones y para la mayora de los motores mono cilndricos pequeos de arranque manual, la electricidad la induce un imn permanente empotrado en el volante en el lugar apropiado al pasar frente a una bobina fija en el cuerpo del motor.

Generacin del alto voltajeEl voltaje de alimentacin del sistema de encendido, por ejemplo, alimentado con una batera suele ser de 6, 12, o 24 volts, mucho ms bajo de los 18,000 a 25,000 voltios necesarios para generar la chispa entre los electrodos de la buja, separados hasta 2mm, y bajo la presin de la compresin. Para lograr este incremento se acude a un transformador elevador con muy alta relacin entre el nmero de vueltas del primario y del secundario, conocido como bobina de encendido. Usted se preguntar Cmo un transformador, si es corriente directa? pues s, veamos como:En la figura de la derecha se muestra un esquema del modo de convertir el voltaje de la batera al necesario para la chispa en el motor mono cilndrico.

Note como la corriente de la batera est conectada al primario del transformador a travs de un interruptor y que la salida del secundario se conecta al electrodo central de la buja. Todos los circuitos se cierran a tierra.El interruptor est representado como un contacto, que era lo usual antes de la utilizacin de los dispositivos semiconductores. Hoy en da ese contacto es del tipo electrnico de diversos tipos.Mientras el contacto est cerrado, circula una corriente elctrica por el primario del transformador, en el momento de abrirse el contacto, esta corriente se interrumpe por lo que se produce un cambio muy rpido del valor del campo magntico generado en el ncleo del transformador, y por lo tanto la generacin de un voltaje por breve tiempo en el secundario. Como la relacin entre el nmero de vueltas del primario y del secundario es muy alta y adems el cambio del campo magntico ha sido violento, el voltaje del secundario ser extremadamente ms alto, capaz de hacer saltar la chispa en la buja.Sincronizando el momento de apertura y cierre del contacto con el movimiento del motor y la posicin del pistn, se puede generar la chispa en el momento adecuado al trabajo del motor en cada carrera de fuerza.Si en lugar de una batera se utiliza un magneto, el esquema es esencialmente el mismo, con la diferencia de que el magneto estar generando la corriente del primario en el momento de apertura del contacto, aunque en el resto del ciclo no genere nada. Utilizando el sincronismo adecuado, magneto-contacto-posicin del pistn el encendido estar garantizadoDistribucinCuando el motor tiene ms de un cilindro se necesita un chispa para cada uno, puede optarse por elaborar un sistema completo independiente por cilindro y de hecho se hace, pero lo mas comn es que solo haya un sistema generador del alto voltaje que produzca la elevacin tantas veces como haga falta (una vez por cilindro) y otro aparato que distribuya la electricidad a la buja del cilindro correspondiente. Este dispositivo se llama distribuidor.A la derecha se muestra un esquema que sirve para entender cmo funciona el distribuidor.Hemos supuesto el sistema de encendido para un motor de seis cilindros.

Como se explic anteriormente, un contacto elctrico interrumpe el circuito primario de la bobina de encendido y genera en el secundario el voltaje suficiente. En este caso una leva hexagonal sincronizada con el motor a travs de engranajes gira, y abre el contacto en seis ocasiones por cada vuelta, el voltaje generado por la bobina de encendido se conecta a un puntero que gira tambin sincronizado con el motor, de manera que cada vez que la leva abre el contacto, uno de los terminales que conduce a una buja est frente al puntero y recibe la corriente. Colocando adecuadamente los cables a las bujas correspondientes se consigue que con un solo circuito generador de alto voltaje se alimenten todas las bujas en el momento propicio.En el esquema de abajo se ilustra el trabajo del distribuidor con un animado, considerando media vuelta del puntero del distribuidor.

Adelanto al encendido con la velocidad del motorYa sabemos cmo se genera el alto voltaje y adems como se distribuye a las diferentes bujas del motor, ahora veremos cmo se puede adelantar el encendido con el aumento de la velocidad de rotacin del motor.Consideremos el esquema de la figura 3, en l una leva determina el momento de la apertura del contacto y con esto el momento en que se produce la chispa en la buja. Hemos visto que esta leva est montada en un eje que a su vez se mueve desde el motor a travs de un engranaje para garantizar el debido sincronismo. Si montamos la leva en su eje de manera que pueda girar sobre l y determinamos su posicin exacta con respecto al eje a travs de un mecanismo centrfugo podremos modificar la posicin de la leva con respecto al eje en dependencia de la magnitud de la velocidad de su giro. De esta forma podremos ir adelantando el encendido cuando la velocidad aumenta y disminuyndolo cuando esta velocidad baja. Como se altera la posicin, la punta de la leva alcanzar a abrir el contacto con ms o menos atraso.Este simple procedimiento es el que se usa con mucha frecuencia en los sistemas de encendido de los motores de automvil. Unos contrapesos adelantan la posicin de la leva con respecto a su eje debido a la fuerza centrfuga cuando la velocidad sube, y los muelles de recuperacin del mecanismo la hacen retornar cuando baja.Atraso al encendido cuando se llena mejor el cilindro.Cuando se aprieta el acelerador se abre la mariposa del carburador o del sistema de inyeccin de gasolina y se llena mejor el cilindro del motor, esta apertura hace que la magnitud del vaco dentro del conducto de admisin entre el cilindro y la mariposa se reduzca, es decir la presin absoluta en este conducto aumenta al haber mejor acceso a la presin atmosfrica exterior.

Pongamos todo juntoTratemos ahora de poner todo junto como un conjunto, para ello utilizaremos el esquema de la figura 5 correspondiente al sistema de encendido tpico por contacto, tal y como se usaba antes de la introduccin de los dispositivos semiconductores.

Observe que el cable procedente de la batera pasando por el interruptor de arranque alimenta el primario de la bobina de encendido. El circuito del primario se completa a tierra con el contacto dentro del dispositivo llamado como Conjunto distribuidor.Note tambin como la leva y el rotor que distribuye la corriente de alto voltaje a las diferentes bujas, estn montados en el eje que se conecta al motor.Un elemento nuevo es el condensador, est conectado en paralelo con el elemento mvil del contacto, este condensador ayuda a reducir las chispas en el contacto y aumenta la potencia de la chispa.El mecanismo centrfugo y el diafragma que sirven para acomodar el avance al encendido no estn representados.El cable de alto voltaje que sale de la bobina de encendido entra al centro del rotor por medio de un contacto deslizante y este lo transmite a la buja correspondiente al girar.

Un distribuidor real luce as como se muestra en la figura 6, en el costado izquierdo est el diafragma de avance al que se conecta una manguera procedente del carburador. La tapa de color negro donde se conectan los cables de alta tensin est construida de un material plstico resistente al calor y aislante de la electricidad que se acopla al cuerpo con la ayuda de unas presillas metlicas fcilmente desmontables. Observe el tornillo lateral, ah se conecta el cable procedente de la bobina de encendido, el cable exterior que se muestra, es el del condensador, que en este caso est en el exterior detrs del diafragma.La pieza dorada mas inferior es el acoplamiento al engranaje del motor.

Entendido como funciona un sistema de encendido clsico (sin electrnica) veamos ahora el encendido electrnico.Encendido electrnicoEl artculo sistema de encendido sirve para entender cmo funciona este sistema y de paso conocer la construccin de los sistemas clsicos de distribucin para motores policilndricos usados hasta los aos 1960s, y este artculo es su continuacin.Con la aparicin y desarrollo de los dispositivos semiconductores se comenz una carrera de "electronificacin" del sistema de encendido que lo ha convertido en la actualidad en uno de los sistemas con menor posibilidad de fallo y ms larga vida del automvil, adems de ser absolutamente libre de mantenimiento. Todava en algunos modelos de automviles se conserva el distribuidor, pero hay una marcada tendencia a su desaparicin. Hagamos un breve recorrido por este desarrollo.Se introduce el transistorEn el sistema clsico el contacto tienen que manejar plenamente la corriente del primario de la bobina de encendido. Esta corriente no es muy alta, pero como el contacto la interrumpe miles de veces por minuto en el motor policilndrico en marcha normal, el pequeo chisporreteo que se produce al abrir el contacto termina desgastndolo, por lo que es necesario de vez en vez, limarlo o sustituirlo por uno nuevo as como reajustar la distancia de apertura al valor adecuado. Cuando este contacto "se quema" un poco, la potencia de la chispa se reduce y puede, en caso grave, producir fallos y hasta detener el motor.Poco despus de que el transistor era un dispositivo semiconductor terminado y confiable, comenz a utilizarse para alargar en mucho la vida de los contactos y reducir la posibilidad de fallo. Aunque la prctica demuestra que no es as, tericamente los componentes electrnicos no tiene porque fallar, no hay desgaste, no hay movimiento no hay factores externos mecnicos que lo perjudiquen si se mantienen a la temperatura y humedad debidas. Tambin la prctica ha demostrado que en cualquier caso tienen una vida muy larga.En la figura 1 se muestra un esquema simplificado de la "transistorizacin" del encendido, en este caso el contacto que abre y cierra para producir el alto voltaje en la bobina de encendido, solo maneja la pequesisma corriente de base del transistor, y es este ltimo, el que se ocupa de interrumpir la corriente del primario.

En el ejemplo se ha usado un transistor NPN. Observe como la base del transistor est conectada a tierra a travs de la resistencia R de manera que cuando el contacto est abierto el circuito del primario est interrumpido (transistor abierto) y no circula corriente por el primario de la bobina de encendido al no existir corriente colector-emisor ni posibilidad de paso por el diodo.Cuando el contacto se cierra la base del transistor se polariza positivamente y este conduce, por lo que se establece la corriente del primario, la repeticin de los ciclos de apertura y cierre del contacto, hace que se abra y cierre el circuito del primario y que se generen los pulsos de alto voltaje en el secundario y con ello la chispa en la buja, tal y como sucedera si el contacto estuviera interrumpiendo la corriente del primario de la bobina, con la diferencia de que la corriente de base para la apertura y cierre del transistor es sumamente pequea comparada con la del primario. Esta disminucin de la corriente manejada por el contacto alarga mucho su vida til y reduce las posibilidades de fallo del contacto. Otro aspecto positivo de este mtodo es que como el contacto no tiene que manejar la corriente del primario, esta puede elevarse haciendo un bobina de encendido ms robusta y producir con ella voltajes de encendido mayores (hasta 35,000 voltios).La resistencia R es necesaria para limitar la corriente de base del transistor a un valor seguro para l, y el diodo, para derivar a tierra el pulso de alto voltaje de polaridad invertida auto-generado en el primario durante la apertura y cierre del transistor que puede averiarlo.El circuito ha sido simplificado para facilitar su comprensin, no obstante, en la prctica, algunos otros componentes como pequeos condensadores pueden ser agregados para producir una interrupcin ms rpida y lograr ms potencia en la chispa. Lo ms comn es que todo este circuito electrnico se fabrique en un conjunto como un circuito integrado y que se coloque o bien dentro o bien fuera del distribuidor.Desparece el contactoDe todas formas el contacto es un eslabn dbil de la cadena, aunque con el uso del transistor su vida se alargue desde el punto de vista elctrico, todava resulta ser una pieza en movimiento, con una parte que se desliza por la leva que lo abre y cierra y con la posibilidad de la introduccin de suciedades entre las superficies de contacto. Esto hace que de todas formas el desgaste est presente como un factor de sustitucin o fallo ms o menos tarde o temprano, por eso los fabricantes de sistemas de encendido encontraron las formas de eliminar este contacto usando otros artificios elctricos.Para sustituir el contacto solo necesitamos algn dispositivo que pueda conectar y desconectar la corriente de base del transistor de manera brusca (como un pulso elctrico) ya que este se encarga del resto del trabajo.En este momento se separan los caminos, algunos fabricantes se decidieron por un mtodo y otros por otro; veamos:

Mtodo foto-electrnicoLos LEDs son dispositivos que pueden generar luz o rayos infrarrojos casi instantneamente cundo se les aplica corriente, su velocidad de respuesta al contrario de las luces incandescentes es muy rpida, lo mismo ocurre con los foto-diodos, dispositivos que conducen la electricidad cuando son iluminados con rayos de luz o infrarrojos y no lo hacen cuando estn en la oscuridad, es decir el efecto contrario al LED. Estas posibilidades tecnolgicas sugieren que si conectamos corriente a un LED y con l iluminamos un foto-diodo tendremos algo como un contacto cerrado, si interponemos un objeto opaco entre ellos, el foto-diodo queda a oscuras y no conduce, lo que representa el mismo contacto abierto. La velocidad de respuesta de ambos dispositivos es muy rpida por lo que puede resultar efectivo para nuestro sistema de encendido.

Figura 2En la figura 2 se representa esquemticamente como puede sustituirse el contacto por el mtodo foto-electrnico. En un cuerpo comn se colocan de frente un LED y un foto-diodo de manera que el primero alumbre al segundo, se interpone entre ellos un disco dentado que est acoplado al motor y gira con l de manera sincronizada.El disco dentado al girar deja que los diodos "se vean" o "no se vean" de manera alternada y brusca debido al dentado, de esta manera la corriente procedente de la batera a travs de la resistencia R termina alimentando por pulsos la base del transistor para establecer y quitar la corriente del primario de la bobina de encendido y lograr las chispas en las bujas. La resistencia R se usa para limitar la corriente al LED a un valor seguro y la R lo mismo, pero para la base del transistor. El contacto ha desaparecido y este sistema ser muy seguro.

Mtodo de induccinCuando cambia el valor del campo magntico a que est sometido una bobina, en ella se induce un voltaje que depender de la magnitud del cambio por unidad de tiempo y del nmero de vueltas de la bobina. En este principio se basan los transformadores incluyendo nuestra bobina de encendido. Si construimos un pequeo generador con tantas zapatas polares como bujas tenga el motor y sincronizado con su giro, podremos generar un pulso de voltaje cada vez que sea necesario y enviar este pulso a la base del transistor, de manera que en este caso, como en los anteriores, el transistor se ocupe de producir e interrumpir la corriente en el circuito primario de la bobina en el momento justo que hace falta para producir la chispa en la buja.En otros casos el rotor y sus zapatas polares no estn imantados, la bobina est energizada con electricidad y el simple hecho de que pase frente a ella un cuerpo ferromagntico hace un cambio en el flujo electromagntico del ncleo y con ello, una pequea variacin del voltaje en la bobina. Este cambio se procesa en un circuito electrnico con el uso de comparadores y se genera el pulso que ir a parar a la base del transistor. Figura 3Observe el esquema de la figura 3, la pieza dentada gira sincronizada con el motor y tiene las zapatas polares, en este caso 8 para un motor de 8 cilindros. Estas zapatas polares pasan muy cerca de ncleo (amarillo) de la bobina. Cada vez que una de estas zapatas pase frente al ncleo, se producir un cambio en el voltaje de la bobina, este cambio ser procesado y enviado a la base del transistor como un pulso elctrico, para producir y quitar la corriente del primario y as producir la chispa en la buja correspondiente en el momento preciso.

Mtodo a efecto HallEste mtodo se basa en el efecto hall, en este caso un aro dentado y magnetizado de manera que cada diente constituye una zona imantada, gira como en el caso anterior, frente a un sensor Hall, el voltaje producido por el sensor se amplifica, se convierte en un pulso bien definido y se aplica a la base del transistor.En octubre de 1879, el fsico Edward Hall descubri el efecto que lleva su nombre.Hall encontr que si se aplica un campo magntico elevado a una fina lmina de oro por la que circula corriente, se produce un voltaje en la lmina transversalmente a como fluye la corriente, este voltaje se llama voltaje Hall. El esquema que sigue sirve para ilustrar el efecto.El voltaje producido es proporcional a la relacin entre el valor del campo magntico y la magnitud de la corriente. Observe como se produce el voltaje Hall, la diferencia de potencial se genera entre las caras transversales a las que est conectada la corriente de la batera.

La resistencia R sirve para limitar la corriente en el circuito a un valor seguro.El efecto Hall ocurre en conductores y semiconductores, en los conductores el voltaje generado es demasiado pequeo para tener aplicaciones prcticas, pero en algunos semiconductores el valor de este voltaje es mucho ms grande y puede ser utilizado para tal fin.Uno de los semiconductores con mayor efecto Hall es el arseniato de galio pero debido a las dificultades tecnolgicas que tiene su uso la mayor parte de los generadores Hall se construyen de silicio ms fcil y ms resistente.Ms adelante, con el desarrollo de la electrnica, tambin desaparece el propio distribuidor, y ya modernamente los automviles estn dotados de sistemas de encendido sin distribuidor.Desaparece el distribuidorEl desarrollo del sistema de encendido no se detiene cuando se logran los sistemas sin contacto. Todava queda el distribuidor, aunque este dispositivo, ya "electronificado" ha hecho al sistema de encendido muy seguro y duradero, todava quedan "factores de riesgo" de fallo. El distribuidor es un pequeo aparato y maneja voltajes de decenas de miles de voltios con los consecuentes problemas de aislamiento. Conserva aun varias piezas en movimiento con el consecuente desgaste y que con el uso pueden introducir errores en el tiempo de generacin adecuado de la chispa. Aun conserva los dispositivos de avance al encendido que son componentes mecnicos y que con el uso y el tiempo pueden alterar la exactitud de la generacin de la chispa.Despus de convertirse en un modo comn de alimentacin con combustible del motor la inyeccin de gasolina, se haba incorporado al automvil una unidad de control electrnica para manejar las complejidades de este sistema. Agregando algunos componentes ms a este mdulo electrnico poda hacerse desaparecer el distribuidor.Encendido sin distribuidorCuando se habla en detalle hay muchas maneras usadas por los fabricantes de motores de gasolina para este propsito, no obstante, para describir el sistema bsico puede usarse el diagrama de bloques de la figura. El esquema se han representado las partes necesarias para producir un buen encendido.Lo representado como mdulo de encendido incluye la bobina de encendido y su circuito de generacin del alto voltaje. De estos mdulos de encendido salen los cables para las distintas bujas. Tres sensores le envan a la unidad procesadora central (UPC) los datos que necesita para decidir el momento ms adecuado en que debe enviar los pulsos a los mdulos de encendido para producir las chispa en las bujas. Es comn que se use la seal procedente del sensor de temperatura del motor para refinar con ms exactitud este momento.Veamos la funcin de cada sensor: El sensor de posicin del cigeal sirve para determinar la posicin del pistn. De esta forma la UPC puede generar la chispa con el ngulo de avance calculado por ella. El ngulo de avance al encendido depende de la velocidad de giro del motor, con la informacin proporcionada por el sensor de velocidad de rotacin del motor, la UPC puede tomar las decisiones en ese sentido. Este ngulo de avance tambin depende del nivel de llenado del cilindro, la informacin brindada por el sensor de la presin absoluta del conducto de admisin, da a la UPC la informacin necesaria para proceder.El desarrollo, miniaturizacin y el decreciente costo de complejos microprocesadores han permitido que por la va electrnica se planifique y ejecute el encendido con mucha precisin prescindiendo del distribuidor. Para estos sistemas ya no puede trabajarse con "pinza y destornillador" como en el sistema clsico y hasta el transistorizado, en este caso se requiere conocer las particularidades del sistema en cuestin, debido a que hay varias variantes, y adems contar con los aparatos de diagnstico especializados en muchos casos. Son sistemas muy seguros pero de todas maneras fallan alguna vez, y la reparacin se limita a sustituir los mdulos enteros.

Encendido sin cablesLos fabricantes no se han limitado a sacar de servicio el distribuidor, si no que tambin, han eliminado los cables de alta tensin, en este caso los mdulos de encendido junto a la bobina forman un conjunto integrado en un solo cuerpo donde se acopla cada buja. Evidentemente el motor contar con tantos de estos mdulos integrados como cilindros tenga el motor.Figura 2

En la figura 2 se muestra uno de estos dispositivos integrados donde se ha eliminado el cable, observe que la bobina de encendido se construye en el propio vstago y se conecta directamente a la buja. El mdulo de encendido esta incorporado dentro, en la parte superior.Arranque del Motor del AutomvilGeneralidadesEl motor de combustin interna no tiene arranque propio, hay que hacerlo girar con una fuente externa para que se completen los procesos necesarios y se produzca el encendido. Existen varias formas de hacer girar el motor para que arranque:1. Arranque manual.2. Arranque por motor de aire comprimido.3. Arranque por motor de combustin auxiliar.4. Arranque por motor elctrico.El arranque manual se usa para los pequeos motores donde con un aceptable esfuerzo corporal se hace girar el motor para el arranque y puede ser:1. Accionando una palanca con los pies (motocicletas y similares).2. Tirando de una cuerda arrollada en una polea en el cigeal.3. Girando un eje acodado acoplado al cigeal.4. Empujando el vehculo hasta el arranque.El arranque por aire comprimido se usa para algunos grandes motores en los que la potencia necesaria hace difcil el uso del arranque elctrico debido a las altsimas corrientes necesarias, y en algunos vehculos especiales adaptados para funcionar a muy bajas temperaturas donde las bateras de acumuladores no pueden utilizarse. Tambin en estos grandes motores el proceso de arranque es ms complejo y por lo general, deben hacerse girar hasta que se lubriquen las partes internas antes de someterlos al funcionamiento por ellos mismos.El arranque por motor de combustin auxiliar se usa en algunas mquinas de la construccin que usan motores Diesel. Estas mquinas pueden prescindir de las bateras de acumuladores y as ser ms adaptables a condiciones climticas de fros severos. Usan un pequeo motor de gasolina que se arranca por el mtodo manual o con motor elctrico, este a su vez acciona el motor principal a travs de un acoplamiento de engranajes desplazables. Estos pequeos motores pueden hacer girar por largo tiempo al motor principal para permitir la lubricacin antes de la puesta en marcha.En los automviles se usa casi universalmente el arranque por motor elctrico, por lo que ser este mtodo el que ser tratado.Arranque por motor elctricoPara el arranque de los motores de automvil se usa un motor elctrico de corriente continua que se alimenta desde la batera de acumuladores a travs de un rel. Este rel a su vez se acciona desde el interruptor de encendido del automvil (figura 1).

Figura 1. Esquema del sistema de ArranqueCuando se acciona el interruptor de arranque se alimenta con electricidad proveniente de la batera a la bobina del rel, y este a su vez cierra dos grandes contactos en su interior alimentando el motor de arranque directamente desde la batera a travs de un grueso conductor (representado con color rojo).El motor elctricoEl motor de arranque es un motor de corriente directa tipo shunt especialmente diseado para tener una gran fuerza de torque con un tamao reducido, capaz de hacer girar el motor de combustin interna. Esta capacidad se logra a expensas de sobrecargar elctricamente las partes constituyentes ya que el tiempo de funcionamiento es muy breve, por tal motivo no debe mantenerse en accin por largo tiempo, so pena de terminar averiado por sobrecalentamiento. El consumo de electricidad durante el arranque es elevado (hasta 1000 Amp para grandes motores de combustin), de manera tal que tambin la batera funciona en un rgimen muy severo durante este proceso. Debido a estas razones es muy recomendable, cuando se intenta arrancar un motor "perezoso" usar varios intentos de corta duracin (unos 10 segundos), en lugar de un solo intento de larga duracin.

Figura 2. Vista de un arranque tpicoEn la figura 2 puede diferenciarse el rel as como los grandes tornillos de conexin para los cables procedentes de la batera.El mecanismo de accionamientoLa transmisin de la rotacin desde el motor de arranque al motor de combustin se realiza a travs de engranajes. Un pequeo engrane deslizante est acoplado al eje del motor de arranque, este engrane es desplazado sobre estras por el rel a travs de una horquilla pivotante, de manera que se acopla a un engrane mayor que rodea el volante del cigeal del motor hacindolo girar.Este engrane funciona a travs de un mecanismo de rueda libre (como el de las bicicletas) de manera que el torque del motor de arranque se trasmita al engrane del cigeal, pero una vez que el motor de combustin se ponga en marcha, no pueda arrastrar al motor de arranque. Sin este mecanismo de rueda libre, debido a la gran velocidad del motor de combustin y a la elevada relacin de transmisin entre el par engranado, la velocidad de rotacin del rotor del motor elctrico llegara a velocidades peligrosas para su integridad, especialmente en conductores demorados en soltar la llave de encendido.

Figura 3. Motor de arranque seccionadoUna vez que el motor de combustin se ha puesto en marcha y el conductor suelta la llave de encendido, se corta la alimentacin elctrica a la bobina del rel y el muelle de recuperacin retira el ncleo cortando la alimentacin con electricidad y desacoplando ambos engranes.En la figura 4 muestra un tpico motor de arranque despiezado donde pueden observarse sus partes constituyentes.

Figura 4. Vista de un motor de arranque desarmadoCausas de falloComo en todo motor elctrico de corriente continua para la transmisin de la electricidad es necesaria la presencia de un colector-permutador para el funcionamiento, y con ello el movimiento relativo entre este colector y las escobillas. Este movimiento de rozamiento con el agravante adicional del chisporroteo por alta corriente y cambio de delgas en el colector, hace que la vida de las escobillas sea relativamente corta, principal causa de fallo del motor de arranque.Tambin se desgastan los contactos del rel, los casquillos o cojinetes de rozamiento donde gira el rotor y en menor cuanta que las escobillas, el propio colector. Otra causa de fallo menos frecuente es el fallo del mecanismo de rueda libre.

Inyeccin de gasolina.

Aunque el carburador nacido con el motor, se desarroll constantemente hasta llegar a ser un complejo compendio de cientos de piezas, que lo convirtieron en un refinado y muy duradero preparador de la mezcla aire-gasolina para el motor del automvil en todo el rango de trabajo, no pudo soportar finalmente la presin ejercida por las reglas de limitacin de contaminantes emitidas por las entidades gubernamentales de los pases ms desarrollados y fue dando paso a la inyeccin de gasolina, comenzada desde las dcadas 60-70s principalmente en Alemania, pero que no fue tecnolgicamente realizable hasta que no se desarroll lo suficiente la electrnica miniaturizada.La diferencia conceptual fundamental entre los dos tipos de preparacin de la mezcla, es que en el carburador se hace bsicamente de acuerdo a patrones ms o menos fijos, establecidos de fbrica, que con el uso se van alterando hasta sacarlo de los estrechos ndices permitidos de produccin de contaminantes, mientras que la inyeccin de gasolina tiene sensores en todos los elementos que influyen en el proceso de alimentacin y escape del motor y ajusta automticamente la mezcla para mantenerlos siempre dentro de las normas, a menos que se produzca una avera en el sistema.Es notoria la mayor complejidad de la inyeccin de gasolina con respecto al carburador, lo que la encarece, pero no hay hasta ahora, ningn otro sistema que garantice la limpieza de los gases requerida para mantener la atmsfera respirable en las zonas de trnsito urbano intenso actual.Para describir cmo funciona utilizaremos el diagrama de bloques siguiente en la figura 1.

Colocado en el conducto de admisin del motor existe una electrovlvula conocida como inyector, que al recibir una seal elctrica, se abre y deja pasar la gasolina al interior del conducto. La lnea de entrada al inyector tiene una presin fija mantenida desde el depsito, por una bomba elctrica asistida por un regulador de presin. El tiempo de duracin de la seal elctrica y con ello la cantidad de gasolina inyectada, as como el momento en que se produce la inyeccin, los determina la unidad procesadora central en consecuencia con la posicin de la mariposa de entrada de aire al motor y las seales emitidas por un grupo de sensores que miden los factores que influyen en la formacin de la mezcla.La clave de la inyeccin de gasolina es la unidad procesadora central (UPC) o unidad central electrnica (UCE), que es un miniordenador cuya seal de salida es un pulso elctrico de determinada duracin en el momento exacto que hace falta (durante la carrera de admisin) al, o los inyectores. La seal principal para hacer la decisin del tiempo de apertura del inyector la recibe de una mariposa colocada en el conducto de admisin en cuyo eje hay montada una resistencia elctrica variable, as la posicin de la mariposa es interpretada por la UPC como ms o menos aire al cilindro y por lo tanto ms o menos necesidad de gasolina, regulada a travs del tiempo de apertura del inyector. El momento exacto de comenzar la apertura del inyector viene de un sensor de posicin montado en el rbol de levas o el distribuidor, que le indica a la UPC cuando estn abiertas las vlvulas de admisin y por lo tanto se est aspirando el aire que arrastrar al interior del cilindro la gasolina inyectada en el conducto de admisin.Este trabajo lo hace la UPC utilizando un tiempo bsico que viene con l por defecto y que hace funcionar el motor en condiciones normales, pero que no son las ptimas para el trabajo del motor en otras condiciones.Para ajustar con exactitud el tiempo de apertura de los inyectores y obtener la mxima eficiencia y la mnima emisin de gases txicos, la UPC tiene en cuenta un grupo de otras entradas que llegan a l, procedentes de varios sensores, que vigilan el comportamiento de los factores que influyen en el proceso de combustin, estas entradas son procesadas electrnicamente y sirven para modificar el tiempo de apertura del inyector a la cantidad exacta.Las UPC estn preparadas para ignorar los sensores cuando hay una avera de algunos de ellos, o estn dando seales fuera del rango normal, y continuar con el programa bsico, para permitir el funcionamiento del motor hasta llegar al taller de reparaciones. Este programa bsico no se pierde aunque la UPC se quede sin alimentacin elctrica al desconectar la batera con el motor apagado como es frecuente or.De acuerdo al refinamiento el sistema de inyeccin puede ser ms o menos complejo y tener ms o menos sensores, pero en general estn compuestos por las partes bsicas siguientes.a) Los inyectores El inyector es el encargado de pulverizar en forma de aerosol la gasolina procedente de la linea de presin dentro del conducto de admisin, es en esencia una refinada electrovlvula capaz de abrirse y cerrarse muchos millones de veces sin escape de combustible y que reacciona muy rpidamente al pulso elctrico que la acciona.El esquema que sigue ilustra el proceso de inyeccin de combustible.

El dibujo de la figura 1 representa un motor de pistones durante la carrera de admisin, observe la vlvula de admisin abierta y el pistn en la carrera de descenso. El aire de admisin se representa por la flecha azul.Colocado en el camino del aire de entrada se encuentra el inyector de combustible, que no es ms que una pequea electrovlvula que cuando recibe la seal elctrica a travs del cable de alimentacin se abre, dejando pasar de forma atomizada como un aerosol, la gasolina a presin, que es arrastrada al interior del cilindro por la corriente de aire.El tiempo de apertura del inyector as como la presin a la que se encuentra la gasolina determinan la cantidad inyectada. Estos dos factores, presin y tiempo de apertura, as como el momento en que se realiza, son los que hay que controlar con precisin para obtener una mezcla ptima. Aunque parezca simple el trabajo del inyector, en realidad puede considerarse una maravilla de la tecnologa teniendo en cuenta que:1. Cuando un pequeo motor funciona en ralent el volumen de gasolina inyectada equivale al de una cabeza de alfiler y lo hace con mucha precisin.2. El tiempo que tiene para inyectar la gasolina cuando el motor gira a unas 4000 RPM es de solo 0.00375 segundos es decir algo ms de 3 milsimas de segundo, en ese tiempo debe abrirse y cerrarse con gran exactitud.El esquema que sigue (figura 2) representa una vista del inyector real

As luce un inyector de gasolina real, en l puede verse una bobina elctrica que cuando se energiza levanta la armadura que sube la aguja y deja abierto el paso del combustible a la tobera por donde sale pulverizado, una vez que cesa la seal elctrica, la propia presin del combustible empuja la armadura que funciona como un pistn y aprieta la aguja contra el asiento cerrando la salida completamente.

b) El sistema de gasolina presurizada: No todos los fabricantes de sistemas de inyeccin de gasolina utilizan el mismo esquema para el sistema de gasolina presurizada, el que sigue puede servir como ejemplo bsico para entender cmo funcionan los dos ms utilizados.

En todos los casos hay una bomba elctrica que empuja la gasolina desde el depsito al riel donde se alimentan los inyectores, de donde sale un retorno para mantener circulando cierta parte de la gasolina y evitar que se caliente demasiado el riel con el calor del motor. El trnsito se hace a travs de un filtro que evita la entrada de impurezas al sistema. La regulacin de presin puede hacerse con el uso de un acumulador e interruptor de presin, que apaga y enciende la bomba manteniendo la presin constante, o bien sin el acumulador pero con un regulador a la salida del riel que mantiene la presin constante y la bomba funciona permanentemente.Esquema del sistema sin acumulador de presin (figura 2).

c) Mariposa de aceleracinAl igual que en el carburador la velocidad y potencia del motor se regula con una mariposa interpuesta en el conducto de admisin, que permite mayor o menor entrada de aire al cilindro del motor para la combustin. Es evidente que cuanto ms est abierta la mariposa, mayor ser el llenado del cilindro y por tanto ser mayor tambin la cantidad de combustible que debe inyectarse, por tal motivo acoplado al eje de la mariposa hay una resistencia elctrica variable que enva al UPC a travs de un cable un valor de resistencia diferente para cada posicin de la mariposa, la UPC a su vez interpreta esto como un grado de apertura de la mariposa, o lo que es lo mismo un llenado del cilindro determinado, lo que le sirve para decidir el tiempo de apertura del inyector para formar la mezcla ptima de acuerdo a su programa bsico.Como eso no es estrictamente cierto y el llenado real del cilindro depende tambin de otros factores como; la altitud del lugar donde funcione el motor, la mayor o menor resistencia al paso del aire que tenga el filtro, la velocidad de rotacin as como la temperatura y humedad del aire exterior, se proveen otros sensores que miden estas variables y tambin envan sus seales a la UPC para corregir con exactitud el tiempo de apertura y lograr la mezcla ptima real.Un esquema de esta mariposa puede ser como sigue: Tericamente para cada apertura de la mariposa se obtiene un llenado determinado del cilindro lo que es enviado a la UPC como un valor de la resistencia elctrica acoplada al eje (potencimetro). Esta es utilizada como seal primaria para determinar el tiempo de apertura del inyector y por lo tanto la cantidad de gasolina inyectada.Los factores adicionales que influyen en el llenado del cilindro lo hacen de la manera siguiente1. Altitud: A medida que la altura del lugar donde funcione el motor sea mayor, la presin atmosfrica y la densidad del aire se reducen por lo que el llenado del cilindro se hace menor.2. Filtro: Si el filtro est parcialmente obstruido por el uso, introduce una resistencia adicional al paso del aire y por lo tanto el cilindro se llena peor.3. Velocidad de rotacin: Cuando el motor gira rpidamente, la velocidad del aire por los conductos de admisin crece y con ello crece tambin la resistencia al paso por lo que a ms velocidad menos llenado.4. Temperatura del aire: El aire fro es ms denso, por lo que hay mas aire en peso, con aire fro que con aire caliente para el mismo volumen. En la prctica significa que con aire fro el cilindro se llena ms.5. La humedad: La humedad que contiene el aire es vapor de agua y no es aire, por lo que no participa en la combustin, su importancia no es muy significativa por lo que por lo general no se tiene en cuenta como entrada a la UPC.d) Los sensoresHay diversos diseos de sistemas de inyeccin de gasolina que utilizan diferentes juegos de sensores para medir factores que influyen el proceso de inyeccin y enviar su seal a la UPC, podemos poner como ms comunes los siguientes: Posicin de la mariposa: acoplado al eje de la mariposa hay una resistencia elctrica variable que enva al UPC a travs de un cable un valor de resistencia diferente para cada posicin de la mariposa. Presin absoluta en el mltiple de admisin: El aire entra al cilindro del motor durante la carrera de admisin debido a la presin absoluta que tiene el aire del exterior que es empujado a ocupar el espacio vaco dejado por el pistn al descender, si no hubiera ningn impedimento fsico la presin absoluta del aire a la entrada de la vlvula de admisin sera la presin atmosfrica, pero esto no es as. Desde el exterior hasta la vlvula hay un conducto ms o menos largo y un filtro, que introducen resistencia al paso del aire, haciendo la presin efectiva en la entrada de vlvula siempre menor que la del exterior, adems esta presin real se modifica con el tiempo por la paulatina obstruccin del filtro, si sumamos a esto, que la presin atmosfrica disminuye con la altura del lugar y un automvil debe trabajar tambin en las montaas, debemos medir constantemente la presin absoluta en el conducto de admisin y enviar una seal a la UPC para que corrija la cantidad de gasolina inyectada, pues el cilindro se llenar ms o menos dependiendo de este valor. Temperatura del aire de entrada: En la inyeccin de gasolina se usan dos sensores para medir temperatura1. Sensor de la temperatura del aire de admisin2. Sensor de la temperatura de motorLos dos factores influyen en la cantidad de gasolina que debe inyectarse por eso la UPC recibe sus seales y as rectifica con exactitud el tiempo de apertura de los inyectores.Influencia de la temperatura del motor

Cuando el motor est fro, parte de la gasolina que entra al cilindro se deposita como lquido en las paredes de este y no participa en la evaporacin que debe producirse dado el calentamiento del aire en la carrera de compresin, por lo que la mezcla final de aire y vapores de gasolina es demasiado pobre y no se inflama, o lo hace con dificultad. Por tal motivo durante el tiempo en que el motor se calienta debe inyectarse algo ms de gasolina para compensar este problema. Influencia de la temperatura del aire de admisin

Hay una relacin entre la temperatura del aire y su densidad, de manera que mientras ms fro est el aire, mas cantidad en peso de este hay por unidad de volumen, lo que traducido al llenado del cilindro significa, que si este se llena con aire fro, tendr mas aire que cuando lo hace con aire caliente. Como el automvil se construye para funcionar desde las glidas montaas hasta los calurosos desiertos, este factor debe medirse y compensarse la cantidad de gasolina inyectada cosa de la cual se encarga la UPC. Temperatura del refrigerante del motor Velocidad de rotacin del motor: Para que la UPC pueda dosificar con exactitud la cantidad de gasolina que debe inyectar, debe conocer a qu velocidad gira el motor debido a que este factor influye en el llenado del cilindro con aire. A medida que aumenta la velocidad de giro el pistn, este aspira el aire ms rpidamente, por lo que la velocidad del flujo aumenta y con ella aumenta tambin la resistencia al paso del aire que ofrecen los conductos, el filtro y la propia abertura de las vlvulas en la carrera de admisin, razn por la cual entra menos aire. Es evidente entonces que debe inyectarse menos gasolina para mantener la mezcla en las proporciones adecuadas.Hay adems dos factores adicionales muy importantes que hacen necesario el conocimiento de la velocidad de rotacin que son:1. Cuando se suelta el acelerador y el automvil se detiene, el motor debe funcionar a un nmero de revoluciones por minuto bajas (ralent) pero nunca detenerse, aunque la carga suba o baje (por ejemplo cuando apaga o enciende el compresor del aire acondicionado).2. Cuando el automvil funciona cuesta abajo y el acelerador est suelto, el motor es arrastrado por el vehculo, en ese momento no es necesario ni conveniente inyectar gasolina algunaEn estas dos ltimas situaciones la UPC, teniendo en cuenta las seales procedentes del sensor de la mariposa de aceleracin y del de la velocidad del motor, puede hacer estas funciones, que adems de representar estabilidad de trabajo en la primera, representan economa de combustible y reduccin de la contaminacin producida por el motor en la segunda. Posicin del distribuidor : El momento en que la UPC debe enviar el pulso elctrico al inyector para abrirlo, debe corresponder con el tiempo en que est abierta la vlvula de admisin y se produce la aspiracin de aire del exterior, se indica con un sensor normalmente colocado en el distribuidor del encendido, que funciona en perfecto sincronismo con el motor. Este sensor manda un pulso a la UPC indicndole el momento en que debe abrir el inyector y a cual cilindro del motor le corresponde.

Cantidad de oxgeno en los gases de escape: Este sensor est colocado en el tubo de escape cerca del motor, y su funcin es detectar la presencia de oxgeno sobrante en los gases de escape. La seal que enva a la UPC corrige la cantidad de gasolina inyectada de manera que siempre exista una cantidad de oxgeno sobrante en los gases de escape y as garantizar el funcionamiento del convertidor cataltico, de uso obligado en algunos pases. Por las difciles condiciones de trabajo de este sensor (altas temperaturas y ambiente agresivo) es uno de los menos duraderos.Un buen sensor de oxgeno mantiene la emisin de monxido de carbono en cero o muy prximo a cero en conjunto con el trabajo del convertidor cataltico.Las seales de estos sensores modifican el programa bsico de la UPC a fin de perfeccionar el tiempo de apertura del inyector y con ello ajustar exactamente la preparacin de la mezcla aire-gasolina. Esquemticamente poda representase as (figura 1).

Estn representados los sensores ms generales que aparecen en los sistemas de inyeccin de gasolina.Los sensores primarios son; el de la posicin de la mariposa y el de la posicin del distribuidor, estos son los que van a indicarle a la UPC el tiempo de apertura por defecto del inyector y el momento en que esta apertura debe hacerse.Los otros corrigen el programa bsico para ajustar con exactitud la mezcla.

Una vista real de cmo pueden lucir estos sensores es la que sigue en la figura 2. Estas vistas son solo de carcter ilustrativo, por supuesto que cada fabricante utiliza sus propias formas y diseos.

e) La unidad procesadora central (UPC)Este es el "cerebro" del sistema de inyeccin de gasolina y se conoce tambin como "Unidad de Control Electrnica" o ECU del acrnimo en ingls "Electronic Control Unit".Es comn or trminos muy ensalzados para nombrar esta unidad electrnica, como "computadora" u "ordenador", cuando en realidad solo es un generador de pulsos cuya frecuencia y duracin pueden controlarse. Porque as es, la UPC lo que hace es generar un pulso elctrico que sirve para abrir el inyector durante un tiempo y momento determinados, en consecuencia con variables simples como voltaje o resistencia elctrica procedentes de los sensores.Esto no quiere decir que sea "una caja con cuatro cables" pero tampoco, ni remotamente, tiene el alcance de una real computadora u ordenador tal y como se usa el concepto. Esta tendencia parece ser consecuencia de la intencin comercial de algunos talleres de mecnica, a los que le conviene la "oscuridad" y "complejidad" elevada de algo simple, a fin de intimidar a los automovilistas para su conveniencia. Lo cierto es que con el manual del automvil en cuestin, un simple multmetro y algo de conocimiento de electricidad puede diagnosticarse perfectamente el sistema de inyeccin en caso de fallo, que casi siempre se debe al fallo de algn sensor.Si alguna inteligencia tiene le UPC es que puede ignorar el, o los sensores que se averen o que den valores fuera de lo normal y continuar con el tiempo de apertura bsico que trae por defecto, utilizando solo la seal procedente de la mariposa de aceleracin.Las imgenes que siguen representan unas vistas de como lucen las UPC por dentro y por fuera.El interior de una UPC tiene una tarjeta impresa y los componentes electrnicos apropiados para su trabajo.

Exteriormente es una pequea caja metlica cerrada y hermtica para evitar la entrada de humedad con las entradas y salidas correspondientes.

Sistema de iluminacin

Cada vez es ms frecuente la utilizacin de circuitos electrnicos de control en el sistema de iluminacin del automvil, de esta forma en un auto actual es frecuente que las luces de carretera se apaguen solas si el conductor se descuida y las deja encendidas cuando abandona el vehculo, o, las luces de cabina estn dotadas de temporizadores para mantenerlas encendidas un tiempo despus de cerradas las puertas, y otras muchas, lo que hace muy difcil generalizar, no obstante se tratar de describir el sistema mnimo necesario.El la figura 1 se muestra un esquema de un sistema de iluminacin tpico de automvil.

Figura 11.-Acumulador 2.-Caja de fusibles 3.-Interruptor de luces de reversa 4.-interruptor de luz de cabina 5.-Interruptor de luz de carretera 6.-Interruptor de luces de ciudad 7.-interruptor de Luces de va a la derecha 8.-Interruptor de luz de frenos 9.-Luces de va 10.-Luces de reversa 11.-Luces altas de carretera 12.-Permutador de luces de carretera 13.-Interruptor de luces de va 14.-Luces bajas de carretera 15.-Luces de frenos 16.-Luces de ciudad y tablero de instrumentos 18.-Luces de va a la izquierda

Todos estos circuitos se alimentan a travs de fusibles para evitar sobrecalentamiento de los cables en caso de posibles cortos-circuitos.En general cualquier automvil tiene como mnimo:1.- Seis interruptores marcados con los nmeros del 3 al 8 en la figura 1 y cuya funcin es la siguiente:Interruptor #Funcin

3Encender luces de reversa

4Iluminar la cabina

5Encender las luces de carretera

6Encender las luces de ciudad

7Poner a funcionar las luces de va

8Encender las luces de cola al frenar

Aunque los interruptores se han representado como uno solo por circuito, en algunos casos pueden ser varios conectados en paralelo para hacer la misma funcin; ejemplo: puede haber un interruptor de la luz de cabina en cada puerta y uno adicional en el tablero, o en la propia lmpara. Es muy frecuente un interruptor adicional para encender las luces intermitentes de avera.2.- Dos permutadores de luces, uno para permutar las luces de carretera de altas a bajas y otro para seleccionar las luces intermitentes de va de acuerdo al giro a efectuar. Como indicadores de va en algunos vehculos se usan las propias lmparas de frenos, en otros, lmparas aparte, comnmente de color amarillo o mbar.

LmparasLas lmparas en el automvil pueden clasificarse bsicamente en tres tipos:1. Lmparas de gran potencia para iluminar el camino.2. Lmparas de media potencia para visualizacin del automvil.3. Lmparas de pequea potencia para sealizacin de control e iluminacin.Lmparas de iluminacin del caminoEn el automvil, por norma, deben haber dos tipos de estas luces; las luces largas o de carretera y las luces de cruce ambas deben estar alineadas adecuadamente para lograr una iluminacin ptima. Las primeras son luces de gran alcance y elevada potencia que sirven para lograr una visibilidad mxima del camino y sus alrededores durante la conduccin nocturna, y las segundas con menos alcance y potencia se usan para alumbrar el camino durante el cruce con otro vehculo que transita en sentido contrario en vas de doble sentido sin deslumbrar al conductor.En general hay dos formas de colocar estas luces en el vehculo; en un solo faro con un el uso de dos elementos independiente generadores de luz (larga y corta) o en faros aparte, cada uno con su respectivo elemento generador de luz, uno para la luz de carretera y otro para la de cruce. En los esquemas que siguen (figuras 2,3, y 4) se muestra el principio de funcionamiento de estos focos.Para lograr aprovechar al mximo la luz procedente del punto luminoso, en este caso representado como un filamento incandescente, todos los faros de iluminacin del camino estn dotados de un reflector parablico perfectamente plateado y pulido en su interior, que refleja casi el 100% de la luz que incide desde el punto luminoso. La colocacin del emisor de luz dentro de la parbola determina como ser reflejada la luz al exterior. Observe (figura 2) que cuando el punto brillante se coloca en el foco de la parbola la luz reflejada sale como un haz concentrado formado por lneas paralelas dirigidas rectas al frente del foco, en este caso el haz luminoso tiene el mximo alcance y representa la luz de carretera. Figura 2. Punto luminoso en el foco de la parbolaSi el filamento luminoso se coloca por delante del foco (figura 3), los rayos reflejados salen de la lmpara con un ngulo de desviacin con respecto al eje de la parbola y el alcance se reduce. En este caso si colocamos una superficie reflectora de forma adecuada por debajo del bulbo, que impida la iluminacin de una zona de la parbola, nuestro haz de luz se inclina hacia abajo como muestra el dibujo de la figura 4. De esta forma se consigue la luz corta o de cruce, esto es, se concentra la iluminacin en la zona prxima por delante del automvil para garantizar la iluminacin adecuada del camino mientras se coloca al chofer que circula en sentido contrario en una zona de sombra. Esta superficie reflectora no es simtrica con respecto al eje del bulbo, de manera que est diseada para impedir la iluminacin de la zona de la parbola que tiende a iluminar la senda contraria, mientras permite la iluminacin del borde del camino y sus reas adyacentes para mejorar la seguridad de conduccin.Estos dos tipos de iluminacin pueden conseguirse en un mismo faro utilizando el bulbo con dos filamentos en las posiciones adecuadas que se permutan por el conductor, o con un faro de luz de cruce (casi siempre permanentemente encendido) y otro de luz de carretera que se enciende y apaga a voluntad del conductor de acuerdo a la necesidad.Una adecuada construccin del lente transparente exterior del faro o la estratificacin apropiada de la superficie del reflector parablico, completan la ptima distribucin de la luz al frente del camino. Figura 3. Punto luminoso por delante del foco de la parbola Figura 4. Superficie reflectora debajo del punto luminoso.

Tipos de bulbos de alta potencia.Aunque se fabrican faros de iluminacin del camino en los que todos los componentes estn integrados como una unidad sellada, nos ocuparemos aqu de aquellos en los que bulbo generador de luz es intercambiable. Hay tres tipos bsicos:1. De filamento incandescente estndar2. De filamento incandescente en atmsfera de halgeno.3. De arco elctrico en atmsfera de gas xenn.

Bulbo incandescente estndarLos bulbos incandescentes estndares fueron utilizados durante muchos aos por todos los vehculos, comnmente con el filamento de luz de carretera de 55 vatios y el de luz de cruce de 45 vatios para los sistemas de 12 voltios. No obstante han ido cayendo en desuso debido a las ventajas de los otros dos tipos de bulbos. La figura 5 muestra uno de estos bulbos. Figura 5Bulbo incandescente halgenoEste tipo de bulbo incandescente halgeno ha venido reemplazando al incandescente estndar en casi todas las aplicaciones y especialmente en las luces de camino, debido a que puede tener una vida ms larga y produce una iluminacin ms brillante, con lo que se mejora el alcance del faro. La figura 6 muestra un tpico bulbo halgeno.

Figura 6

Bulbo de arco elctrico de xenn

Estos bulbos de arco son sumamente brillantes debido a que la iluminacin la produce un arco elctrico en el interior del bulbo relleno con gas xenn, esto hace que los faros dotados de estos bulbos tengan un gran alcance. Adems de la intensidad luminosa, tienen otras ventajas como; una mayor economa de electricidad para producir la misma iluminacin y una extensa vida til.Tiene la desventaja de que funcionan a voltaje elevado por lo que necesitan un dispositivo elevador de voltaje que los hace ms caros y requieren ms cuidado en la manipulacin. Otra desventaja es que se demoran cierto breve tiempo para alcanzar el brillo mximo, esta demora hace que exista un tiempo de oscuridad si se permutan de alta a baja como en el resto de los bulbos, por lo que su utilizacin est restringida solo a las luces de carretera mientras que la luz de cruce se deja a un bulbo ms convencional. Algunos automviles ms caros estn dotados de un sistema de apantallamiento mecnico que los hace tiles tambin para las luces de cruce, al tapar parte del haz de luz producido.En la figura 7 puede verse una imagen de uno de estos bulbos.Debido a la intensidad del brillo y alcance de estos bulbos, las legislaciones de los diferentes pases establecen que los faros que los utilizan, deben estar dotados de un mecanismo de compensacin de la posible inclinacin del vehculo por la carga y otras razones, para evitar el deslumbramiento de los conductores que circulan en sentido contrario.Lmparas de posicin y sealizacinComo mnimo en el vehculo actual estn incorporadas lmparas para las funciones siguientes:1. Dos faros traseros, uno a cada lado del automvil, de color rojo y visibles en la oscuridad hasta una distancia de ms de 1km. Llamados luces de cola o pilotos.2. Dos faros delanteros, uno a cada lado del vehculo, de color blanco o mbar que pueden ser iluminados a voluntad del conductor para mostrar la posicin de vehculo cuando la visibilidad es baja o para sealar el ancho del vehculo en la oscuridad. En la mayor parte de los automviles estas luces funcionan sincronizadas con las luces de cola. 3. Dos faros traseros, uno a cada lado del automvil, de color rojo o mbar de ms intensidad que los anteriores que se iluminan cuando el conductor acciona los frenos. Las luces de los frenos y las piloto pueden estar en un mismo faro con diferentes bulbos o con un bulbo de dos filamentos. Llamados cuarto de luz o luz de ciudad,4. Uno o dos faros de iluminacin del camino, de luz blanca, en la parte trasera, que se iluminan cuando el conductor coloca la marcha hacia atrs, sirven para visualizar el rea detrs del vehculo cuando el conductor ejecuta una maniobra en esa direccin.5. Dos luces, una trasera y otra delantera, de color rojo o mbar, a cada lado del vehculo, que funcionan de manera simultnea e intermitente y que pueden ser puestas en funcionamiento de uno u otro lado a voluntad del conductor, para indicar que el automvil realizar una maniobra de cambio de va o giro en ese sentido. El conductor podr tambin poner a funcionar las cuatro luces de manera simultnea e intermitente para indicar que el automvil est detenido en la va por alguna razn, en este caso son llamadas luces de avera. Algunas veces los bulbos para las luces de avera son diferentes y de menos potencia que los intermitentes de giro.6. Una o dos lmparas blancas que iluminen en la noche la placa o matrcula trasera. Estas luces funciona sincronizadas con las luces de cola.7. Un faro trasero de color rojo sincronizado con las luces de los frenos colocado en la parte alta del vehculo.Tradicionalmente se han utilizado para estas lmparas los bulbos incandescentes convencionales de diferente potencia segn la aplicacin, lo mas comn es que se usen las potencias siguientes:1. Bulbos de 5 vatios para las luces piloto y las de ciudad.2. Bulbos de 21 vatios para las luces de frenos, las intermitentes de giro y las de marcha atrs.3. Bulbos de 5 vatios o menos para la iluminacin de las placas.

Tipos de bulbos de media potencia.Estos bulbos puede contener en usa sola unidad uno o dos filamentos de diferente potencia elctrica, con el fin de realizar dos funciones en el mismo faro.En general los bulbos de media potencia pueden clasificarse adems de por su potencia, por el tipo de zcalo de montaje, hay cuatro tipos bsicos:1. De zcalo cilndrico metlico, llamados de bayoneta de los que hay tres dimetros en el zcalo, 15, 9 y 6 mm.2. Sin zcalo metlico.3. De cpsula, con pines de conexin, generalmente halgenos.4. Los cilndricos con conectores en los extremos, llamados FestoonA continuacin aparecen vistas de algunos de ellos.

De bayoneta, zcalo 15 mm doble filamento, 5 y 21 vatios. tiles para luces piloto y de freno en un solo faro.

De bayoneta, simple filamento 21 vatios y zcalo 15 mm. Muy utilizados en las luces de reversa.

De bayoneta, zcalo 15 mm sin este a tierra y doble contacto, 5 vatios. tiles para cuando se encienden y apagan a travs de tierra.

De bayoneta zcalo 6 mm y 5 vatios. De pequeo tamao, utilizados para iluminacin de las placas.

Sin zcalo metlico, 5 vatios, los hay de doble filamento de 5, 21 vatios. Muy utilizados en las luces de cola y laterales.

Tipo festton, 5 vatios, los hay de diferentes potencias, tiles para lmparas de perfil bajo.

De cpsula 21 vatios, los hay de varias potencias y tamaos, son de uso universal.

Ms recientemente se estn introduciendo con fuerza los faros que utilizan lmparas de emisin electrnica (LEDs), el desarrollo de estos led ha hecho que su potencia de brillo y color, sea adecuado para ser utilizados en grupos, en sustitucin los bulbos incandescentes en las luces de cola, de frenos, y las intermitentes de va. La elevada durabilidad, bajo consumo y velocidad de respuesta de estas luces las hace muy tiles en estas funciones.

Lmparas de control e iluminacin del panel.

Se refiere a pequeas lmparas que se utilizan como seales de alerta en el tablero o para iluminar reas reducidas como los porta guantes, instrumentos de control, estribos, cerraduras etc. Son casi siempre del tipo incandescente estndar, aunque en ocasiones se usan LEDs, especialmente en las seales de alerta.La potencia elctrica de estas lmparas es por lo general de 5 vatios o menos y en ocasiones son verdaderas miniaturas.

Tipos de bulbos utilizados.En algunos casos se utilizan bulbos como los representados en la figura 8, especialmente los de zcalo 6 mm, los de cpsula, los sin zcalo y los festoon en sus variantes mas chicas. Adems se encuentran con frecuencia los que se muestran en la figura 9. Figura 8 Figura 9 De zcalo roscado De bayoneta alargadaEstos bulbos son generalmente de 3 vatios y tienen una iluminacin poco intensa lo que los hace de vida muy larga.

Panel de instrumentos

En todos los automviles resulta necesario la presencia de ciertos instrumentos o seales de control en el tablero, al alcance de la vista, que permitan al conductor mantener la vigilancia de su funcionamiento con seguridad y cumpliendo con los reglamentos de trnsito vigentes. Aunque es variable el modo de operar y la cantidad de estos indicadores de un vehculo a otro en general pueden clasificarse en cuatro grupos: Instrumentos para el control de los ndices de funcionamiento tcnico del coche. Instrumentos para indicar los ndices de circulacin vial. Seales de alarma. Seales de alerta.Instrumentos de control tcnico.Lo comn es que en el tablero puedan existir los siguientes: Indicador de la temperatura del refrigerante del motor. Indicador del nivel de combustible en el depsito. Indicador del nivel de carga del acumulador. Indicador de la presin del aceite lubricante en el motor. Indicador de la velocidad de giro del motor. Indicador de la presin de los neumticos.

Instrumentos para el control vial.Normalmente son dos los indicadores:1. Indicador de la velocidad de circulacin (velocmetro).2. Indicador de la distancia recorrida (odmetro).Seales de alarmaEstas seales pueden ser luminosas, sonoras o ambas, y estn destinadas a mostrar alarma en caso de fallo de alguno de los sistemas vitales para la seguridad vial o la integridad del automvil. Las ms comn es que estas seales den la alarma cuando:1. Falle el sistema de frenos.2. Exista valor bajo o nulo de la presin de aceite del motor.3. Exista valor bajo del nivel de combustible en el depsito.4. El generador no est produciendo electricidad.5. La temperatura del motor est demasiado alta.6. Avera en el sistema de inyeccin de gasolina.Seales de alerta.

Estas seales no representan necesariamente una alarma, pero alertan al conductor el estatus de operacin de alguno de los sistemas que estn bajo su responsabilidad, a fin de mantenerlo informado de ello, y pueda hacer las modificaciones adecuadas al caso. Pueden ser luminosas, sonoras o ambas al igual que las de alarma. Entre ellas estn:1. Indicador luminoso de la luz de carretera encendida.2. Indicador de la posicin de la palanca de cambios, especialmente en los automticos.3. Indicador luminoso de la aplicacin del freno de mano con el encendido conectado.4. Las puertas no estn bien cerradas y el encendido conectado.5. No est colocado el cinturn de seguridad de los pasajeros y el encendido conectado.6. Las llaves estn en el interruptor de encendido y la puerta del conductor est abierta.La creciente tendencia actual a la utilizacin microprocesadores electrnicos en los vehculos ha hecho que la responsabilidad de administrar los indicadores y las seales de alerta y alarma est cada da ms en manos de estos dispositivos, ellos reciben la seal del sensor, la procesan y toman las decisiones pertinentes.