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Electricidad Automotriz
Electricidad Automotriz
Electricidad Automotriz
MECÁNICA DE AUTOMOTORES
MANUAL DE APRENDIZAJE
ELECTRICIDAD AUTOMOTRIZ I
Los sistemas eléctricos de los automóviles de último modelo son los mejores
ejemplos del concepto de sistema en la tecnología moderna. Quien recuerde
todos estos conceptos está en camino de convertirse en un técnico profesional
de servicio automotriz..
2
ÍNDICE
CAPÍTULO I
Conductores Eléctricos
Tipos .............................................................................................. 01
Partes ............................................................................................ 02
Empalmes eléctricos ..................................................................... 04
Materiales aislantes ....................................................................... 05
Cintas aislantes ............................................................................. 06
Temperatura y calor....................................................................... 09
Punto de Fusión............................................................................. 11
CAPÍTULO II
Magnitudes Eléctricas
Ley de Ohm ................................................................................... 13
Circuitos eléctricos......................................................................... 14
Simbología eléctrica ...................................................................... 18
Cálculos de circuitos en serie y paralelo ....................................... 19
Representación de algunos circuitos eléctricos del automóvil....... 22
CAPÍTULO III
La Batería
Función y construcción .................................................................. 24
Tipos y aplicaciones ...................................................................... 26
Nomenclatura ................................................................................ 27
Carga y descarga de la batería...................................................... 34
Calculo de la capacidad de la batería............................................ 39
Métodos de Conexión de la Batería............................................... 40
Potencia y Trabajo Eléctrico .......................................................... 43
Ejercicios ........................................................................... 45
CAPÍTULO IV
Motor de arranque
Constitución ................................................................................... 48
Funcionamiento ............................................................................. 51
Tipos .............................................................................................. 52
Esquemas del circuito de arranque ............................................... 61
Fuerza – torsión - Magnetismo ...................................................... 64
Leyes de líneas de fuerza ................................................... 67
Cálculo de relación de transmisión entre piñón y volante............... 71
Sistemas de ayudas para el arranque ............................................ 78
3
CAPÍTULO V
Sistema de Carga
Dínamo .......................................................................................... 86
Alternador ...................................................................................... 90
Rectificación ....................................................................... 93
Regulación de voltaje.......................................................... 97
Construcción del alternador ........................................................... 99
Regulador .................................................................................... 104
Tipos ................................................................................ 105
Características ................................................................. 108
Ventajas y desventajas .................................................... 110
Electromagnetismo y Semiconductores....................................... 127
Interruptores ................................................................................ 132
CAPÍTULO VI
4
ELECTRICIDAD AUTOMOTRIZ I
CAPÍTULO 1
CONDUCTORES ELÉCTRICOS
El sistema eléctrico principal, se aloja debajo del cofre del automóvil. Produce
energía eléctrica, la almacena en forma química y la distribuye según se requiera a
cualesquiera de los demás sistemas eléctricos del automóvil, desde bajos voltajes, 0.5 v.
en algunos sensores hasta 40000 v. en el sistema de encendido. Los electrones en un
alambre conductor se mantienen juntos en forma holgada por medio del núcleo y se
pueden desalojar por medio de una fuerza externa como el voltaje de una batería o de un
alternador. Los electrones en un aislador están muy apretados y es muy difícil
desalojarlos. Se debe a que el aislante alrededor de un conductor que lleva corriente
(alambre eléctrico) evita que cualquier electrón escape a través del aislamiento.
Los conductores eléctricos, son hilos metálicos de cobre o aluminio que se utiliza
para conducir la corriente eléctrica. Se emplea en las instalaciones eléctricas en general,
en los automóviles y en la construcción de bobinados.
Tipos:
ALAMBRES
CABLES
PARTES:
TIPOS:
Para transportar la electricidad de uno a otro punto del vehículo, se precisan unos
conductores que sean capaces de realizar este transporte de modo que opongan
la menor resistencia al paso de la corriente y la aíslen de roces y humedades.
Tales son los cables de cobre recubiertos con un aislante.
Los cables se venden en el mercado en diferentes tipos de acuerdo con el grosor
de los mismos. Su uso en automóviles queda determinado, según el circuito, con el
uso de cables de mayor o menor grosor. Los diferentes tipos son los siguientes:
a) Cable de baja tensión
b) Cable de alta tensión
CORDONES:
CALIBRE DE CONDUCTORES
EMPALMES ELÉCTRICOS
EMPALME EN PROLONGACIÓN
EMPALME TRENZADO
Este tipo de empalme permite salvar la dificultad que se presenta en los sitios de poco
espacio, por ejemplo en las cajas de paso o conectores cónicos.
MATERIALES AISLANTES
Materiales aislantes son aquellos que por su gran resistencia eléctrica, son
considerados como no conductores de la electricidad.
TIPOS USUALES
Resinas sintéticas
Son materiales fáciles de moldear o modelar por la acción del calor y la presión. Se
emplean en el revestimiento de conductores y en la construcción de accesorios
eléctricos, tales como interruptores, tomacorrientes y portalámparas. El material
empleado en estos últimos es la baquelita.
Vidrios
Es un material duro y frágil, generalmente transparente. Con él se fabrican
aisladores para líneas aéreas, bulbos y tubos para lámparas de iluminación.
Con fibras de vidrio muy finas y tejidas se fabrican conductores flexibles, que se
emplean para aislar conductores eléctricos y protegerlos del calor y los agentes
químicos.
Porcelana
Es un material cerámico, de masa vitrificada muy compacta, blanca y por lo
general revestida con una capa de esmalte fina. Con ella se fabrican aisladores de
diversos tipos y numerosas piezas para aparatos eléctricos.
Caucho
El caucho es un material blando y elástico. Su uso más generalizado es para forrar
conductores eléctricos.
Papeles
Son hojas delgadas que se obtienen laminando una pasta de fibras vegetales y
minerales, cuyas variedades tienen numerosas aplicaciones. Generalmente se
emplean en los embobinados.
Mica
La mica es un mineral que se encuentra en láminas muy finas y transparentes.
Se emplea generalmente como aislante termoeléctrico y con él se fabrican
aislantes para resistencias eléctricas y separadores en la fabricación de colectores
para máquinas eléctricas y giratorias.
CINTAS AISLANTES
CONSTITUCIÓN
TIPOS
• Cinta de fricción
Es una tira de tela de algodón muy resistente, impregnada en un compuesto
aislante y con adhesivo de color negro.
• Cinta de goma
Es una tira elástica fabricada con diversos compuestos de caucho. Esta cinta
no tiene adhesivo
• Cinta de plástico
Es una tira compuesta totalmente de material plástico y con una cara adhesiva.
Se fabrica de diversos colores. Esta cinta es resistente a la humedad y a los
corrosivos.
CARACTERÍSTICAS COMERCIALES
CONDICIONES DE USO
Un buen aislamiento debe llevar una capa de cinta de goma y sobre ella otro
recubrimiento de cinta de fricción.
Cuando se utiliza cinta plástica, no es necesaria la capa con cinta de goma.
SOLDADURA DE ESTAÑO
PROPORCIÓN DE ALEACIÓN
SOLDADURA PREPARADA
La soldadura enrollada en carretes o en
forma de bobina es, generalmente, de
sección redonda. Tiene un desoxidante,
llamado resina o pez rubia, que limpia la
parte a soldarse en los trabajos
eléctricos y forma una capa para
proteger el metal
contra el aire, mientras se calienta para
fundirse. Se encuentra en carretes de 1.5
lb. A 25 lb. Diámetro de 1/8”.
Algunas soldaduras contienen una pasta ácida en el núcleo y nunca deben usarse
en electricidad, pues corroen los metales empleados en equipos que funcionan a
corriente eléctrica.
DECAPANTE
CAUTINES
Los cautines de soldar son herramientas que se utilizan para efectuar soldaduras
con estaño. Su punta de cobre debe calentarse a la temperatura para fundir el
estaño. El electricista lo emplea para soldar y asegurar los empalmes y conexiones
eléctricas.
TIPOS
Cautín eléctrico
Está compuesto de una punta de cobre
fijada a un tubo metálico, dentro del cual
está colocada una resistencia de
calentamiento. El tubo tiene acoplado un
mango aislante y de éste sale el cordón
flexible para su conexión eléctrica. Las
puntas pueden tener diversas formas.
PROCESO DE SOLDADO
TEMPERATURA Y CALOR
Como muestra el dibujo de al lado, una corriente de agua puede mover una rueda de
paletas (rueda hidráulica) y ejecutar con ello un trabajo. En el agua en movimiento existe
pues una cantidad de trabajo, denominada energía.
a) La energía de cada una de las moléculas es igual (lo mismo en el recipiente 1 que
en el 2) por que están todas a la misma temperatura.
PUNTO DE FUSIÓN
Estaño
1 INTRODUCCIÓN
El estaño es muy dúctil y maleable a 100 °C y es atacado por los ácidos fuertes.
Ordinariamente es un metal blanco plateado, pero a temperaturas por debajo de los 13 °C
se transforma a menudo en una forma alotrópica (claramente distinta) conocida como
estaño gris, que es un polvo amorfo de color grisáceo con una densidad relativa de 5,75.
Debido al aspecto moteado de los objetos de estaño que sufren esta descomposición, a
esta acción se la denomina comúnmente enfermedad del estaño o peste del estaño. Al
doblar una barra de estaño ordinaria, ésta emite un sonido crepitante llamado grito del
estaño, producido por la fricción de los cristales.
El estaño ocupa el lugar 49 entre los elementos de la corteza terrestre. El estaño
ordinario tiene un punto de fusión de 232 °C, un punto de ebullición de 2.260 °C y una
densidad relativa de 7,28. Su masa atómica es 118,711.
El mineral principal del estaño es la casiterita (o estaño vidrioso), SnO2, que
abunda en Inglaterra, Alemania, la península de Malaca, Bolivia, Brasil y Australia. En la
extracción de estaño, primero se muele y se lava el mineral para quitarle las impurezas, y
luego se calcina para oxidar los sulfuros de hierro y de cobre. Después de un segundo
lavado, se reduce el mineral con carbono en un horno de reverbero; el estaño fundido se
recoge en la parte inferior y se moldea en bloques conocidos como estaño en lingotes. En
esta forma, el estaño se vuelve a fundir a bajas temperaturas; las impurezas forman una
masa infusible. El estaño también puede purificarse por electrólisis.
3 COMPUESTOS
4 APLICACIONES
CAPÍTULO 2
MAGNITUDES ELÉCTRICAS
La electricidad se mide en voltios y amperios; la resistencia al flujo eléctrico se
mide en ohmios; y la potencia eléctrica requerida para operar una lámpara o un motor
eléctrico se establece en watts. Estos términos y su relación entre cada uno de ellos se
debe entender para poder diagnosticar y dar servicio a los sistemas eléctricos del
automóvil y sus componentes.
VOLTAJE ( volts )
CORRIENTE (amperes)
RESISTENCIA ( ohms )
LEY DE OHM
Ley de Ohm
E=IxR
I=E÷R
R=E÷I
12V ÷ 3A = 4 ohms
12V ÷ 6 Ω = 2 amperes
POTENCIA ELÉCTRICA
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
MEDIDORES ELÉCTRICOS
CIRCUITO EN SERIE
Un circuito en serie solo proporciona una trayectoria para el flujo de corriente desde la
fuente eléctrica, a través de cada componente, hasta su regreso a la fuente. Si cualquier
componente falla, todo el circuito también fallará. La resistencia total en un circuito en
serie, es simplemente, la suma de las resistencias en el circuito. Por ejemplo: Un circuito
en serie con una lámpara y dos interruptores tendrían una resistencia total de 4Ω si la
lámpara tuviese una resistencia de 2Ω y cada interruptor tuviera una resistencia de 1Ω.
La resistencia total = 2 + 1+1 = 4Ω.
CIRCUITO PARALELO
Un circuito en paralelo proporciona dos o más trayectorias para que fluya la electricidad.
Cada trayectoria tiene varias resistencias (Cargas) y funcionan independientemente o en
conjunto con las otras trayectorias del circuito. Si una trayectoria en el circuito paralelo no
funciona, las otras no se ven afectadas. Un ejemplo de esto es el circuito de los faros: si
un faro se funde, el otro seguirá funcionando. Para calcular la resistencia total en un
circuito paralelo, se puede utilizar el siguiente método:
R = _____1________ o 1 = 1 + 1 + 1
1 + 1 + 1 R R1 R2 R3
R1 R2 R3
= 1 ÷ 13 = 1.85 Ω
24
SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA
5.- Una estufa eléctrica tiene una resistencia de 50Ω y está conectada a una
tensión de 220 V. ¿Qué intensidad pasa por el arrollamiento de calefacción?
12.- Dos resistencias (R1 = 0,5 Ω y R2 = 1,5 Ω) están conectadas a una batería
de 12 voltios. Calcular:
a) La resistencia total
b) La intensidad
a) La resistencia total
b) La intensidad total
Respuestas:
1. 10%
2. R = 5 Ω
3. U = 12 V
4. I = 1,4 A
5. I = 4,4 A
6. R = 1,71 Ω
7. U = 24 V
8. R = 3,2 Ω
9. I = 3 A
10. I = 2,5 A
11. Rt = 17 Ω
12. a) Rt = 2 Ω b) I = 6 A c) U1 = 3 V ,U2 = 9 V.
13. a) Rt = 0,028Ω b) It = 420 A c) I1 = 240 A; I2 = 120 A; I3 = 60 A
14. Rt 2/3 = 2,86 Ω Rt = 7,86 Ω
15. 1990 Ω
2.- Diagrama esquemático que muestra varios de los circuitos eléctricos típicos.
CAPÍTULO 3
LA BATERÍA
FUNCIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE LA BATERÍA
CONSTRUCCIÓN DE LA BATERÍA
CABLES DE LA BATERÍA
TIPOS Y APLICACIONES
Elección del acumulador
BATERÍAS ALCALINAS
NOMENCLATURA
DESCRIPCIÓN
ELEMENTOS DE LA BATERÍA
EL ELECTROLITO
El electrolito de una batería es una solución de ácido sulfúrico diluido en agua destilada.
Los electrolitos que se utilizan actualmente en las baterías tienen un peso específico de
1260 ó 1280 (20º C, 68º F) , Cuando la batería está totalmente cargada.
Esta diferencia es debida a las proporciones específicas de agua destilada y ácido
sulfúrico en cada tipo: El electrolito que tiene un peso específico de 1260 contiene 65%
de agua destilada y 35% de ácido sulfúrico, mientras que el electrolito que tiene un peso
específico de 1280 contiene 63% de agua destilada y 37% de ácido sulfúrico.
Importante:
El electrolito es un
ácido fuerte, puede Referencia:
quemar la piel y los
ojos y estropear la Gravedad específica.
ropa. Si cae ácido Es la sustancia y el agua. El agua tiene una
sobre su piel o ropa, relación gravedad específica de 1.0 de este
lave las áreas entre la modo una sustancia con gravedad
afectadas con densidad específica menor que 1 es menos densa
abundante agua y de una que el agua, y una sustancia con una
Caja de la Batería.
Tapones de escape.
IDENTIFICACIÓN DE LA BATERÍA
Una vez localizada la batería resulta de gran utilidad para el mecánico conocer las
características que tiene además del tiempo que lleva en servicio ya que son datos que
pueden ayudarnos a la hora de buscar causas en el mal funcionamiento de la red. Para
dar esta información, todas las baterías llevan una serie de datos apuntados en ellas
mismas que hay que saber identificar. En la figura 8, por ejemplo, tenemos una batería
que nos proporciona esta información. En 1 nos encontramos con un lugar reservado
para la marca y el nº de modelo. A continuación nos indica, en 2, la tensión nominal, en
este caso 12 voltios,. En 3 tenemos la intensidad máxima durante el arranque que en
este caso está señalada como 200 y quiere decir que puede proporcionar 200 amperios
durante 3.5 minutos para el arranque como capacidad máxima.. a continuación de este
número tenemos señalada la capacidad nominal (4) que en esta caso es 40 Ah, lo que
ha de interpretarse como que puede dar una corriente sostenida a 2 A durante 20 horas,
ya que éste es el régimen de descarga en que se puede sacar el mayor rendimiento de
la batería. A continuación tenemos los datos que se proporcionan en la parte 5 en donde
se indica, de una manera más o menos cifrada, la fecha de fabricación. . En el ejemplo
que nos ocupa vemos que se lee: 15 C 6 que ha de interpretarse como que fue fabricada
el día 15 de marzo de 1986. Los meses están cifrados por letras sucesivas del alfabeto
desde la “A” hasta la “M”, pero excluyendo la “I” . De esta forma la letra “C” corresponde
al mes tercero (marzo), “G” correspondería al mes 7 (julio), etc., En la parte 6 del dibujo
se encuentra marcado el período de garantía.
Figura 8
En la figura 9 podemos ver otra batería en la que se lee la fecha en que fue
instalada en el vehículo. El proveedor marca sobre la etiqueta el mes y el año (en este
caso los meses están numerados) Fig. 9
55 D 23 L
Rendimiento
28 B 17 R/L 24 65 D 26 R/L 52
34 B 17 R/L 27 75 D 26 R/L 52
28 B 19 R/L 24 80D 26 R/L 55
34 B 20 R/L 27 65 D 31 R/L 56
36 B 20 R/L 28 75 D 31 R/L 56
38 B 20 R/L 28 95 D 31 R/L 60
46 B 24 R/L 36 95 E 41 R/L 64
50 B 24 R/L 36 105 E 41 R/L 80
55 B 24 R/L 36 115 E 41 R/L 83
32 C 24 R/L 32 130 E 41 R/L 88
50 D 20 R/L 40 115 F 51 92
55 D 23 R/L 48 150 F 51 96
65 D 23 R/L 52 145 F 51 108
48 D 26 R/L 40 170 F 51 112
55 D 26 R/L 48 120
Importante:
Ah = A (amperios) X h (hora)
La combinación de ancho y altura de las baterías es indicado por una de las ocho letras
(de la A hasta la H) como se muestra a continuación:
A 162 127
B 203 127 Ó 129
C 207 135
D 204 173
E 213 176
F 213 182
G 213 222
H 220 278
Longitud de la batería
Densímetro
Figura 2 Figura 3
Si le pedimos esta energía por medio de un aparato consumidor, tal como se hace
en la figura 3 veremos que a medida que la energía eléctrica se consume las placas van
siendo elementos principales de una reacción química que se produce entre el ácido
sulfúrico y el plomo, de modo que el líquido tendrá cada vez menor proporción de ácido y
las placas pasarán a irse convirtiendo, poco a poco, en sulfato de plomo (Pb SO4) hasta
que llega el momento de la descarga total del acumulador que es el representado por el
dibujo de la figura 4. Aquí ambas placas son de sulfato de plomo y el líquido, o
electrolito, se halla máximamente empobrecido de ácido.
Figura 4
Figura 5
Figura 6 Figura 7
Por último en la figura 7 tenemos el caso contrario, es decir, el caso de carga del
acumulador. Aquí vemos como ambas placas están llenas de sulfato de plomo (PbSO4 )
pero por la parte baja se inicia la descomposición de este elemento químico y cada placa
adopta su posición de carga, o sea, el bióxido de plomo (PbO2 ) para la placa positiva y
el plomo (Pb) para la negativa.
Para que pueda llevarse a cabo este proceso es indispensable contar siempre
con corriente continua, pues, a la vista de esta reacción, ya se comprende que una
corriente alterna no podría ser almacenada.
RECARGA DE BATERIAS
Figura 10b
intensidad máxima de corriente que puede admitir es la equivalente a una décima parte
de su capacidad nominal de modo que 45 X 0,1 = 4.50 amperios por hora. El tiempo de
carga de esta batería será, por consiguiente de 22.50 ÷ 4.50 = 5 horas.
Como puede verse, la diferencia con el tiempo anterior es notable.
Carga Rápida
Por último existe el sistema que se a dado en llamar de carga rápida por medio de
la cual se consigue una rebaja muy importante en el tiempo empleado para la carga de
una batería. En realidad consiste en un sistema de tensión creciente e intensidad
decreciente y un aparato que puede realizar este trabajo se puede ver en la figura 10b.
La recarga por este tipo se calcula teniendo en cuenta la media aritmética de la
intensidad que durante una hora la batería recibe y restando este valor de la corriente
que se supone le falta a la batería. Veamos el ejemplo que pusimos anteriormente
aplicado a la carga rápida. A la batería anterior, que se hallaba a un 50% de su carga le
faltaban 22.50 Ah. Supongamos que el aparato le suministra, de entrada, 15 amperios y
al finalizar la primera hora de carga la intensidad que el aparato le proporciona es de 10
amperios. Durante esta hora se le habrá suministrado:
15 + 10 = 12.5 Ah
2
Pasada la segunda hora la intensidad del aparato marca 7 A lo que quiere decir que en
esta segunda hora se le ha proporcionado:
10 + 7 = 8.5 Ah
2
Al cabo de este tiempo podemos establecer que la carga es el resultado de la suma de
los dos valores proporcionados. Así: 12.5 + 8.50 = 21 Ah. La batería se halla ya casi
cargada, pero todavía le falta 1.50 Ah que se puede calcular aproximadamente
realizando la división siguiente:
Figura 11
Q = I . t [ Ah ]
W = U . Q [ Wh]
Notaciones:
I = Intensidad [A]
t = Duración de conexión en horas [h]
Q = Capacidad de la batería en amperes hora
U = Tensión [ V ]
W = Trabajo eléctrico en watts – hora [ Wh] o kilowatts – hora [ kWh ]
a) Q = I . t [ Ah ]
t=Q 54 Ah 9h
I 6A
b) W = U . Q [ Wh]
= 6 V . 54 Ah 324 Wh
2.- Una batería de 6 V con una capacidad de 77 Ah está cargada al 100%. Calcular:
a) La energía eléctrica contenida en la batería cargada
b) La energía eléctrica máxima que se puede aprovechar de la batería en 10
horas (5 h). (Ver la nota anterior)
4.- Una batería de 6 V con una capacidad de 84 Ah se tiene que descargar en 20 horas.
¿De cuántos amperios ha de ser el consumidor que se le conecte?
Respuestas:
1) W = 456 Wh
2) A) W = 462 Wh B) W = 411,18 Wh (309,54 Wh)
3) I = 7,236 A
4) I ≈ 4,2 A
Conexión en serie
E0 = E1 + E2
Conexión en paralelo
E0 = E
Cuando dos baterías están conectadas en paralelo, circulan por el circuito una
intensidad doble de corriente que la fluye cuando se usa una sola batería (Note sin
embargo, que aun la intensidad doble no circula a través de cada batería dado que la
corriente se divide en la unión de las dos baterías y solo circula la mitad por cada una)
Esto significa que una gran corriente está disponible de las baterías conectadas en
paralelo.
Consejo prudente:
Cuando se quite un tapón de celda para verificar, añadir agua o probar la gravedad
específica, déjese el tapón sobre la caja de la batería o lejos del auto en el banco de
trabajo.
Trabajo eléctrico:
Notaciones
Para grandes potencias eléctricas la unidad que se utiliza es el kilowatt (Kw.), que
corresponde a 1000 watts (1kW = 1000 W, lo mismo que 1 Kg. = 1000 g).
1. Potencia eléctrica
P=U.I[W]
a) Una dinamo genera una tensión entre bornes de 7.5 V a una descarga de 20
A. ¿Cuál es su potencia eléctrica?
P = U . I [W]
= 7.5 V . 20 A = 150 W
2. Trabajo eléctrico
W = P . t [ Wh]
W = U . I . t [Wh]
a) Por descuido, en un turismo aparcado se queda la radio, que es de 6 A,
conectada 5 horas. ¿Qué trabajo eléctrico habrá tomado de la batería que es
de 6 V?
1º Sistema de cálculo
P = U . I [W] = 6 V . 6 A = 36 W
W = P . t [ Wh ] = 36 W . 5 h = 180 Wh
2º Sistema de cálculo
W = U . I . t [ Wh ] = 6 V . 6 A . 5 h = 180 Wh
Ejercicios:
A. Potencia eléctrica
B. Trabajo eléctrico
RESPUESTAS:
2. P = 21 W
3. a) I = 3.3 A b) I = 3.75 A
4. U = 12 V
5. P = 165.84 W
6. P = 661.76 W = 0.66176 kW
7. a) I = 30 A b) P = 45 W
11. t = 6.72 h.
CAPÍTULO 4
MOTOR DE ARRANQUE
Puesto que el motor no es capaz de arrancar por sí solo, requiere de una fuerza
externa para girarlo y ayudarlo a arrancar. Dentro de los diversos medios disponibles
para ello, en la actualidad los automóviles emplean un motor eléctrico que se ha
combinado con un interruptor magnético que desplaza un engranaje de piñón rotativo
hacia adentro y afuera para que se engrane con la corona de la circunferencia de la
volante del motor
El motor de arranque debe generar un gran torque, partiendo de la limitada
cantidad de energía disponible desde la batería. Al mismo tiempo, debe pesar poco y ser
compacto. Por esta razón se usa un motor en serie de DC (Corriente directa).
Actualmente hay dos grandes tipos de motor de arranque usados por los autos y
camiones pequeños: convencional y de reducción. Los automóviles diseñados para
regiones frías usan el tipo de motor de arranque de reducción, el cual genera el mayor
torque requerido para arrancar el motor a bajas temperaturas. Puesto que es capaz de
generar el torque mas grande, en proporción al tamaño y peso, que uno convencional,
ahora más automóviles están usando este tipo aún en regiones cálidas.
Generalmente, un motor arrancador está valuado por su salida nominal (en KW)
mientras mayor sea la salida, mayor será la capacidad de arranque.
CONSTITUCIÓN
1.-Tipo Convencional
Interruptor magnético
Bobinas de Campo
Escobillas
Inducido
El inducido rotativo intenta tocar la envoltura del embrague, con la que está
estriado, para que gire a una velocidad más rápida que la del rodamiento interior,
que está combinado con el engranaje de piñón. Los rodillos del embrague se
fuerzan de éste modo a rodar acalla las secciones más angostas entre la
envoltura del embrague y el rodamiento interior. Como resultado los rodillos
transfieren el movimiento de rotación de la envoltura del embrague al rodamiento
interior y de allí al engranaje del piñón.
FUNCIONAMIENTO
1) El interruptor de encendido en la posición “START”
FABRICACION
Este tipo de motor de arranque lleva un interruptor magnético, un motor compacto de alta
velocidad, varios engranajes de reducción, un engranaje de piñón, un engranaje de
arranque, etc.
Los engranajes extras reducen la velocidad del motor por un factor de uno a tres o
a cuatro y los transmite al piñón de engranaje.
El embolo del interruptor magnético empuja directamente al engranaje de piñón el
cual esta ubicado en el mismo eje, logrando engranar con la corona.
Este tipo de motor de arranque genera mucho mayor torque, en proporción al
tamaño y peso que el tipo convencional.
FUNCIONAMIENTO
Los campos magnéticos generados por estas dos bobinas se cancelan entre si,
por lo que el embolo se empuja hacia atrás mediante los muelles de retorno. Por lo tanto,
la gran corriente que se estaba suministrando al motor se corta y el embolo desengrana
el engranaje de piñón de la corona aproximadamente al mismo tiempo.
El inducido utilizado en el motor de arranque del tipo de reducción tiene menos
inercia que el del tipo convencional, por lo que la fricción provoca pronto su parada. Este
tipo de motor de arranque nos requiere por lo tanto, el mecanismo de freno utilizado en el
motor de arranque del tipo convencional.
3) Tipo planetario
CONSTRUCCIÓN
FUNCIONAMIENTO
La reducción de la velocidad del eje inducido esta acompañada por tres engranajes
planetarios y un engranaje interno.
Cuando el eje del inducido gira, los engranajes planetarios giran en dirección
opuesta, lo cual trata que el engranaje interno gire. Sin embargo, puesto que el engranaje
interno esta fijo, los mismos engranajes planetarios son forzados a girar en el interior del
engranaje interno.
Puesto que los engranajes
planetarios son montados en el eje del
engranaje planetario, la rotación de estos
engranajes hace que dicho eje también
gire.
La relación de engranaje del eje de
inducido con los engranajes planetarios y
con el engranaje interno es 11:15:43, lo
cual hace una reducción de
aproximadamente de 5, reduciendo la
velocidad rotacional del engranaje de
piñón aproximadamente a 1/5 de su
velocidad original.
FUERZA
La idea de fuerza va asociada a la de acción o esfuerzo (que puede ser de tracción o de
empuje) sobre un cuerpo, en el que puede producir los siguientes efectos:
Por sus efectos vemos que la fuerza es toda acción de alterar la forma de un cuerpo y de
producir, modificar o terminar con un movimiento.
Medidas de fuerzas
TORSIÓN
Un cuerpo se halla sometido a esfuerzos
de torsión si dos fuerzas actúan en
planos paralelos del cuerpo, de modo
que una de ellas tiende a hacer girar el
cuerpo en un sentido y la otra, en sentido
contrario.
MAGNETISMO
El magnetismo es generado por el movimiento de los electrones en ciertos materiales y
se conoce por la fuerza que ejerce en otros. Las propiedades del magnetismo son
similares pero no las mismas de la electricidad. Todos los materiales tienen conductividad
eléctrica y resistencia así como las propiedades magnéticas de permeabilidad y
reluctancia. Aunque estas propiedades no son las mismas, sus relaciones son
semejantes. También el flujo de la corriente eléctrica depende de la fuerza de la energía
potencial entre las terminales opuestas, positiva y negativa. Las líneas magnéticas de
fuerza dependen de la atracción y repulsión de los polos magnéticos opuestos. Todo
principio eléctrico tiene una analogía magnética.
Fig. 1
En una barra de hierro magnetizada, las líneas de fuerza que hay en su campo
magnético, se concentran en los extremos de la barra y forman circuitos paralelos
cerrados alrededor de la misma. Fig. 1. Las líneas tienen una dirección y existen entre los
extremos opuestos, o polos de un imán. Las líneas se llaman líneas de flujo, y el campo
magnético se llama frecuentemente: flujo magnético. La densidad de flujo de un
campo magnético indica el número de líneas de flujo por centímetro cuadrado de
cualquier área. Si por 10 centímetros cuadrados pasan 100 líneas de flujo, la densidad de
flujo de esa área es 100 dividido entre 10 o simplemente 10, Fig. 2. La densidad de flujo
es muy intensa cerca de los polos del imán.
Fig. 2
Polaridad magnética
Todos los imanes tienen un polo norte (N) y un polo sur (S). Los polos de un imán se
relacionan uno con otro. Los polos opuestos (N y S) se atraen uno al otro: los polos
iguales (N y N ) ó (S y S) se repelen uno al otro Fig. 3. A esto le llamamos polaridad
magnética. También usamos la palabra polaridad para describir las terminales opuestas +
y – de un circuito eléctrico.
Las líneas de flujo salen
del polo norte de un imán
y entran al polo sur. La
densidad de flujo es igual
en cada polo, por que
entra y sale igual
cantidad de líneas. El fluir
de las líneas de flujo es lo
que hace que los polos
se atraigan o rechacen
uno a otro. Si uno acerca
dos polos sur, las líneas
de flujo tratan de entrar
en ambos, y la densidad
de flujo separa los polos.
Si se acerca un polo sur
a un polo norte, las líneas
de flujo salen de uno y
entran en el otro de modo
que su flujo natural los
junta.
Fig 3
Permeabilidad y reluctancia
La permeabilidad describe la facilidad con que las líneas de flujo atraviesan un material.
El hierro tiene una alta permeabilidad por que permite que las líneas de flujo pasen con
facilidad. Los gases – incluyendo el aire – tienen poce permeabilidad, por que no
permiten que pasen con facilidad el flujo magnético.
Veamos como trabajan todos estos elementos para transformar la energía eléctrica de la
batería en energía mecánica.
Las piezas polares del motor de arranque crean un campo magnético (Fig 1).
Este campo magnético se refuerza mediante una bobina arrollada sobre la pieza polar,
por la que se hace pasar corriente (Fig.2).
El campo magnético creado por la corriente que atraviesa la espira y el campo magnético
fijo se repelen y obligan a la espira a girar.
El inducido práctico consta de varias espiras (Fig.5).
Un extremo de cada espira se une a una delga del colector. Sobre el colector se aplican
dos escobillas. Al pasar la corriente por la espira, es repelida, haciendo que gire el
inducido y las delgas del colector, que van conmutando sucesivamente la espira que le
toca tomar corriente.
Cada motor de arranque consta, por lo tanto, de escobillas, un inducido, bobinas de
campo, piezas polares y un mecanismo de embrague o acoplamiento. (Fig. 6 y 7).
Al girar el inducido cada espira acaba pasando por un punto en el que ya no corta líneas
de fuerza magnética (Fig. 8)
Esta posición de la espira es neutra o indiferente, por no actuar ya sobre ella ninguna
fuerza que la repela. En este momento se tiene que conmutar la corriente para hacerla
pasar por otra espira, con objeto de que no se interrumpa el giro del inducido.
Esta conmutación la realiza a cada medio giro del colector. Después de pasar por la
posición neutra, el colector invierte el sentido de la corriente que atraviesa la espira, con
la que ésta continua siendo atraída por los polos del campo magnético y obligada a girar
en el mismo sentido.
Por lo tanto, para que el motor continúe girando se tiene que invertir a cada media vuelta
el sentido de la corriente que atraviesa una misma espira. De esta forma, los campos
magnéticos de los polos y de la espira se continúan repeliendo siempre en el mismo
sentido.
Nota: Una corriente parásita es una corriente que causa el contra voltaje inducido en el
núcleo fuese sólido, la corriente parásita sería bastante intensa para sobre calentar
la armadura. La fuerza contraelectromotriz (CEMF) sería también bastante alta para
desarrollar una corriente y un campo magnético opuesto que resistirá la rotación del
motor.
Explicación:
El engranaje sencillo consta de dos ruedas dentadas engranadas. Los dos círculos
primitivos son tangentes entre sí y gira uno sobre otro.
Los pasos de las dos ruedas tienen que ser iguales. El accionamiento o transmisión por
ruedas dentadas tienen las siguientes misiones:
1) Transmisión de fuerza motriz (pares) de un eje a otro.
2) Modificación del número de revoluciones por diferencia de tamaño en los
diámetros de las ruedas. A esto se les llama relación de transmisión del
engranaje.
La magnitud de la transmisión se
denomina relación de transmisión.
La relación de transmisión de los
engranajes es igual a la relación que
existe entre el número de dientes de
ambas ruedas.
Observación.
En las transmisiones por ruedas dentadas, las motrices tienen siempre números impares
( n1, d01, z1, v11) y las arrastradas números pares (n2, n02, z2, v12)
Los mismos que en la transmisión por poleas, en las ruedas dentadas las velocidades
tangenciales en los círculos primitivos son iguales
V11 = V12
. 1000
d01 . π . n1 = d02 . π . n2 . 60
1000 . 60 1000 . 60 .π
d01 . n1 = d02 . n2
m . z1 . n1 = m . z2 . n2
z1 . n1 = z2 . n2
z1 . n1 = z2 . n2
z1 = z2 . n2 = 40 . 300 = 20 dientes
n1 600
n1 = z2 . n2 = 40 . 300 = 600 1
z1 20 min
z2 = z1 . n1 = 20 . 600 = 40 dientes
n2 300
n2 = z1 . n1 = 20 . 600 = 300 1
z2 40 min
O bien:
i = z1 = 40 = 2 = 2 : 1
z2 20 1
Así = n1 = d02 = m . z2 = 2 : 1
n2 d01 m . z1
Nota : Hay engranajes de ruedas cilíndricas ( rectas, oblicuas, etc.) y de ruedas cónicas,
pero ambos se calculan con las mismas fórmulas.
a . z1 = 60 n1 = 132 1/min
z2 = 72 n2 = 110 1/min
O bien:
i = z2 = 72 = 1.2 = 1.2 : 1
z1 60 1
O bien:
DOBLE ENGRANAJE
Explicación
Notaciones:
z1 = número de dientes de
rueda motriz
Nota:
En los dobles engranajes las ruedas dentadas 2 y 3 van montadas en un mismo eje, por
lo cual n2 = n3
a) Sistema de cálculo
Se compone el doble engranaje en dos sencillos
z1 . n1 = z2 . n2 z3 . n3 = z4 . n4
n2 = z1 . n1 n4 = z3 . n3 (= n2) [ 1 ]
z2 z4 min
n2 = z1 . n1 = 20 . 1000 n4 = z3 . n2 = 30 . 500
Z2 40 z4 75
b) Sistema de cálculo
n4 = z3 . n3 ( = n2 )
Z4
n3 ( = n2 ) = z1 . n1 n4 = z3 . z1 . n1
z2 z4 . z2
Así pues:
a) Sistema de cálculo
i1 = n1 = z2 i2 = n3 = z4
n2 z1 n4 z3
itotal = i1 . i2
itotal = i1 . i2 = 2 . 2.5 = 5 : 1
b) Sistema de cálculo
i1 = n1 = z2 i2 = n3 = z4
n2 z1 n4 z3
itotal = i1 . i2 = n1 . n3 = z2 . z4
n2 . n4 z1 . z3
itotal = n1 = z2 . z4
n4 z1 . z3
itotal = n1 = 1000 = 5 = 5 : 1
n4 200 1
O bien:
itotal = z2 . z4 = 40 . 75 = 300
z1 . z3 20 . 30 60
itotal = 5 = 5 : 1
1
Nota:
1.- Las fórmulas son válidas no solo para dobles engranajes, sino también para
engranajes múltiples.
itotal = i1 . i2 . i3 …
itotal = n2
n1
n1 = z1 . z3 . z5 … . n0 1/min
z2 . z4 . z6
3.- La transmisión en las cajas de cambio de los automóviles es casi siempre con dobles
engranajes.
Sistema de precalentamiento
En los motores diesel, se adaptan varios tipos de sistemas de precalentamiento
dependiendo del modelo del vehículo y su destinación
Bujías incandescentes:
Existen varios tipos de bujías incandescentes. Los tres tipos que han sido comúnmente
usados hasta el presente son:
1. El tipo convencional
2. El tipo de auto control de temperatura (el cual consiste de los sistemas de pre
calentamiento convencionales y el sistema de precalentamiento de súper
incandescencia nuevo
3. El tipo de bajo voltaje para el sistema de súper incandescencia convencional.
Casi todos los sistemas de súper incandescencia han sido cambiados del tipo
convencional al tipo nuevo.
El sistema de súper incandescencia convencional es un tipo en el cual el pre
calentamiento es rápidamente completado aplicando relativamente un alto voltaje de
batería a las bujías incandescentes con una tensión nominal baja a fin de acortar el
tiempo que el conductor debe esperar para arrancar el motor. Al mismo tiempo, este
sistema mantiene a las bujías incandescentes debajo de una temperatura pre
determinada para evitar que las bujías incandescentes se recalienten, además del rápido
precalentamiento, se provee de una función de post incandescencia para mejorar la
combustión en tiempos fríos con el propósito de reducir la cantidad de humo blanco y el
golpeteo del motor diesel.
CAPÍTULO 5
SISTEMA DE CARGA
Antes de tratar de las averías en el sistema de carga conviene repasar el conjunto de la
instalación eléctrica y ver que lugar ocupa el sector de carga, ya que algunos de sus
posibles defectos están relacionados con aquella.
DÍNAMO
FUNCIONAMIENTO
Cada vez que la corriente cambia de sentido en la espira se invierte también la posición
de las delgas a causa del giro: al pasar por la posición 3, la corriente se anula; pero al
mismo tiempo se invierte la colocación de las delgas ante las escobillas, de modo que
estas siguen conservando la misma polaridad y la corriente circula por el circuito exterior
en el mismo sentido que antes; es decir, ahora la curva de corriente es como se
representa debajo, con el valor “c” correspondiente a la posición 4, en el mismo sentido
que “a”, gracias al artificio del anillo cortado o colector.
En vez de tener un solo hilo de espira, en realidad tiene varias vueltas, formando bobina,
y son los extremos de ésta los que se unen a las delgas; sobre el armazón redondo que
sirve de soporte a la bobina se colocan otras bobinas más, llenando los huecos de la
parte no ocupada (Fig. 1); cada una ( 1, 2, 3 …) con sus extremos unidos a las
correspondientes delgas ( 1, 2, 3 …), piezas de cobre aisladas entre sí por finas hojas de
material no conductor. El conjunto de las delgas forma el colector sobre el cual se apoyan
las dos escobillas de carbón que recogen la electricidad en forma de corriente contínua,
pues, como se ve a la derecha de la figura, las escobillas recogen la corriente de la
bobina 3 cuando vale el máximo, enseguida el máximo de 2, luego viene el máximo de 1,
luego otra vez el de la 3, etc.; o sea, que en vez de haber un máximo de media vuelta,
habrá ahora tres, y la corriente resultante es la R. Cuantas más bobinas haya, mas
regular será la corriente contínua obtenida.
Fig. 1
Fig. 2
Se dibuja la salida al circuito de utilización o de carga, representado por una resistencia R
como ejemplo. Los imanes de la bobina B que sobre ellos van montados reciben el
nombre de INDUCTORES. La parte giratoria D, donde van las espiras en las que nace la
corriente eléctrica, se llama INDUCIDO, y por este pasa el flujo de N y S. El soporte
circular A, que cierra por fuera el circuito magnético entre S y N, se llama ARMADURA, y
los ensanchamientos P de los polos inductores, que abrazan el inducido, reciben el
nombre de PIEZAS POLARES.
Fig. 3
En la figura 3, se representa una dinamo desarmada. P es uno de los dos polos del imán
(el otro está arriba, enfrente de P), cuyo magnetismo se refuerza por medio de las
bobinas inductoras B. Dentro de la armadura, en el campo magnético formado entre la
pieza polar P y su opuesta, gira el inducido ó núcleo de la dinamo, cuyo eje se apoya en
cojinetes situados en ambas tapas de la armadura: en la figura se dibuja la tapa N que
lleva las escobillas. Estas (J y K) recogen la corriente del colector sobre el que frotan
apoyadas por los pequeños resortes visibles en el dibujo. Para poder examinar o arreglar
las escobillas y el colector, la armadura lleva unas ventanas que se cubren con un aro o
cinta metálica llamado “tapa – escobillas”
Fig 5 Fig. 6
Fig. 4
En la figura 4 muestra una dinamo armada, pero cortada para enseñar el interior
detallado en la leyenda. Ambos cojinetes, sobre todo el 5 próximo a la polea 6 – por la
que recibe movimiento desde el cigüeñal – suelen ser de bolas; el del otro extremo 13
algunas veces es del tipo liso. En ocasiones son autoengrasantes, o sea con depósito de
lubricante montado de fabrica, que dura toda la vida de la dinamo; o como el L de la
figura 5, que se empapa una vez al año.
Una de las escobillas se pone a masa ya que en los automóviles se emplea ésta como
conductor de vuelta para cerrar cada circuito. El esquema eléctrico queda cono se verá al
tratar de la regulación de dínamos.
La creciente aplicación de la electricidad a servicios interiores del coche (más luces, radio
receptor, encendedores de cigarros y otros servicios) hace que las dinamos sean cada
vez más potentes, capaces de producir más intensidad de corriente (puesto que el voltaje
de la instalación es constante), y para no hacerlas muy voluminosas trabajan bastante
recargadas. Una de las propiedades de la electricidad es que calienta los conductores por
donde circula (cualidad que se aprovecha para muchas aplicaciones, como es la
calefacción); los hilos que forman el arrollamiento del inducido de las dinamos están
calculados para producir una determinada intensidad de corriente sin calentamiento
excesivo que derrita o queme su aislamiento de algodón, barniz y goma, y para conseguir
Fig. 7
Fig.8
Las paletas A pueden no estar en la polea, sino formar parte de un plato giratorio
con el inducido; el aire entra por orificios de la tapa opuesta para salir por los próximos a
las paletas, que son casi siempre aspiradoras.
El tensado de la correa del ventilador se detalla en la fig. 8 el basculamiento de la
dinamo que, generalmente, es el medio para atirantar dicha correa.
Los rodamientos de bolas de la dinamo se engrasan con aceite de vaselina o del fluido
para máquinas de coser, echando una o dos gotas, tan solo, por un orificio con tapita
exterior cada mil kilómetros de recorrido o una vez al mes. Tanto estos como los cojinetes
lisos si no llevan engrasador visible es que son del tipo sellado con lubricación
permanente (autoengrasantes) y no requieren atención.
ALTERNADOR
Por tanto para obtener un voltaje constante, es necesario rotar el imán a una velocidad
constante. No obstante, puesto que el motor funciona a varias velocidades según la
condición de la marcha, la velocidad del alternador no se puede mantener constante.
El electroimán tiene un núcleo de hierro con las bobinas enrolladas alrededor de éste. Al
fluir corriente a través de las bobinas, se magnetiza el núcleo. La magnitud del
magnetismo generado varía con la cantidad de corriente que fluye a través de la bobina.
De esta forma, cuando se rota el alternador a una velocidad baja, aumenta la corriente y,
inversamente la corriente disminuye cuando el alternador gira a altas rpm .la corriente que
fluye a través del electroimán es suministrada por la batería y la cantidad es controlada
por el regulador de voltaje.
RECTIFICACIÓN
De esta forma, podemos ver que la corriente que fluye de cada bobina al diodo
esta cambiando de dirección constantemente en sus tres alambres y la dirección de la
corriente del diodo no cambia si no que forma un circuito de polaridad invariable.
3. FUNCIONAMIENTO
REGULACION DE VOLTAJE
En otras palabras, cuando el alternador gire a una velocidad baja, el contacto móvil
aumentara o disminuirá el flujo de corriente hacia la bobina del rotor pegándose o
despegándose de P1.
Sí el alternador gira a rpm altas, se suministrara corriente intermitentemente a la
bobina del rotor, dependiendo de si el contacto móvil esta pegado o despegado de P2.
1.- ROTOR
El rotor esta compuesto por los acabado de alta precisión. Están aisladas
núcleos polares (polos magnéticos), la del eje del rotor.
bobina de campo (llamada también
bobina del rotor) los anillos de retención y
el eje del rotor.
La bobina de campo esta enrollada
con una bobina en la misma dirección de
la rotación, y cada extremo de la bobina
esta conectado a un anillo de retención.
Los dos núcleos polares están instalados
a cada extremo de la bobina de forma
que rodean a la bobina de campo. Al fluir
la corriente a través de la bobina, se
produce flujo magnético y un polo se
convierte en el polo norte y el otro en el
polo sur. Los anillos de retención son de
acero inoxidable y la superficie de
contacto con las escobillas tienen un
2.- ESTATOR
3.- DIODOS
ALTERNADOR COMPACTO
Un alternador compacto con un regulador de circuito integrado (IC), incorporado es un
17% mas pequeño y un 26% mas ligero que un alternador de tamaño estándar.
CARACTERÍSTICAS
Las revoluciones en el alternador compacto son más rápidas que las que se dan en
un alternador de tamaño estándar. Para responder a este cambio, el ventilador, que
convencionalmente estaba emplazado afuera, ha sido combinado con el rotor en el
interior del alternador, resultando en una mejora en el rendimiento del enfriamiento y la
seguridad.
CONSTRUCCIÓN
1. ROTOR
El rotor funciona como un magneto, de campo y gira integradamente con el eje ( esto es
conocido con el nombre de “ALTERNADOR DE MAGNETO DE CAMPO ROTATORIO”).
El conjunto del rotor esta compuesto de un núcleo magnético, una bobina de campo y un
eje de anillo de deslizamiento y el ventilador. A diferencia de los alternadores
convencionales, el rotor tiene ventiladores integrales en ambos lados.
3. ESTATOR.
El conjunto del estator esta compuesto del núcleo del estator y la bobina del estator. Esta
montado a presión en (integralmente) el bastidor del extremo de excitación. El calor
generado por el estator se transmite al bastidor del extremo de excitación para mejorar la
eficiencia enfriamiento.
4. RECTIFICACION
El rectificador esta diseñado con una parte sobresaliente en su superficie para ayudar a
mejorar la radiación del calor que se produce debido a la corriente de salida. También, el
rectificador es muy compacto debido a su estructura de una sola pieza y a las conexiones
de terminales aisladas entre los elementos de diodo.
5. POLEA ESTRILLADA EN V
6. REGULADOR DE IC
IMPORTANTE:
El regulador de IC esta montado en el alternador con cinco tornillos, los cuales
no solo aseguran el regulador de IC, si no que también conecta el alternador a
los terminales E, P y B del regulador de IC.
Por lo tanto, si los tornillos no están firmemente apretados, el contacto de los
terminales será incorrecto provocando una caída en la generación de energía y
en la carga.
REGULADOR
Con el voltaje alto, la fuerza magnética es alta, y los contactos se abren. Si los
contactos están abierto, pasara corriente a través del resistidor (R) y por tanto se reducirá
la cantidad de corriente que va a la bobina de campo.
Al reducirse la corriente que va a la bobina de campo, baja el voltaje del alternador
y se cierran los contactos.
Ahora, con los contactos nuevamente cerrados, aumenta la corriente y el voltaje
sube de forma que se abren los contactos. Los contactos se abren y cierran
repetidamente de esta forma.
Cuando los contactos están abiertos, fluye la corriente de campo a través de
resistor (R).
Para que el regulador controle el voltaje del alternador aún a velocidades altas, es
necesario que haya una mayor resistencia (R). No obstante, se aumenta la resistencia
(R), a baja velocidad habrá mayor fluctuación en el voltaje cuando se abran y cierren los
contactos.
Además, una resistencia mayor hará mas chispa con los contactos abiertos,
acortando la vida útil de estos. Debido a esta desventaja, en la actualidad no se usan
mucho este tipo de regulador en los automóviles.
Un relé de voltaje garantiza que el voltaje podrá controlarse con mayor precisión.
Puesto que la bobina magnética del regulador de voltaje funciona según el voltaje
generado del alternador, es necesario asegurarse de que el voltaje del alternador no baje.
De no haber este relé de voltaje, el voltaje de la bobina magnética bajaría, por que
el voltaje se aplica a un circuito largo a través del interruptor de encendido. Una reducción
en el voltaje causaría una disminución proporcional en la fuerza magnética de la bobina
magnética de manera que los contactos móviles no serian a halados lo suficiente. Por
tanto, subiría el voltaje del alternador.
Como la luz de carga titila de acuerdo al funcionamiento del relé de voltaje, al relé
de voltaje también se les llama relé de luz de carga.
La bobina magnética del relé de voltaje funciona con el voltaje neutral de la bobina
del estator, y, en comparación con la bobina magnética del regulador de voltaje, hala los
contactos con menos voltaje.
IMPORTANTE:
El voltaje en neutral es igual, a la mitad del voltaje normal producido por el
alternador.
1.-Características de la histéresis.
Importante:
No intente regular el alternador si el efecto de histéresis a reducido el
voltaje por lo general un sistema de 12 voltios bajara entre 0.5 y 1.0
voltios.
El bimetal se usa junto con un resorte que soporta al contacto móvil. El bimetal
reduce la tensión del resorte a medida que sube la temperatura. Después de que el
regulador comienza a funcionar el voltaje fluctuará hasta que se estabilice la temperatura.
Una vez comience el regulador a funcionar, la temperatura de la bobina magnética suba
de inmediato. No obstante, el alza de la temperatura del bimetal se retrasará levemente
por lo que la tensión del resorte será fuerte y aumentara el voltaje.
Descripción:
REFERENCIA:
*IC
Un IC (Integrated Circuit = Circuito Integrado), es un circuito miniaturizado compuesto
de varios componentes eléctricos o electrónicos (transistores, diodos, resistencias,
condensadores, etc.) montados o incorporados en substrato ( esto es, un material de
base como puede ser una placa de circuitos o una pastilla de silicio).
VENTAJAS
¡IMPORTANTE!
No es necesaria la regulación. (De hecho no se suministra ningún mecanismo de
regulación.
DESVENTAJAS:
REFERENCIA :
*tensión zener
Cuando se aplica una tensión al
diodo zener en el sentido de avance (
desde A a B en la figura de abajo), una
corriente circula de la misma manera que
con diodos normales; de todas formas,
cuando se aplican cualquier tensión
menor a un cierto nivel en el sentido
inverso ( desde B a A ), el diodo zener no
es conductor y a la corriente no circula.
La diferencia entre el diodo zener y
el diodo normal, estriba en que cuando
se aplica una tensión mayor a cierto nivel
en el sentido inverso, el diodo zener se
hará conductor y permitirá la circulación
de la corriente.
La tensión a la cual el diodo zener
cambia de conductor a no conductor se
denomina la “tensión zener”.
IMPORTANTE
Cuando se aplica una carga que excede la capacidad del alternador, la tensión de
salida caerá repentinamente, como en el caso de un Regulador de tipo de contactos.
Por esta razón, nunca aplique una carga excesiva cuando compruebe la tensión de
salida.
Puesto que el diodo zener utilizado para la regulación de la tensión de salida tiende hacer
mas conductor a medida que aumenta la temperatura ambiente, la tensión de salida
generalmente disminuye cuando la temperatura aumenta. Puesto que la tensión de salida
cae a altas temperatura (ej. Durante el verano) y se eleva a baja temperatura (ej. Durante
el invierno) se realiza en todo momento una carga correcta que se adapta a las
características a la batería.
SISTEMA DE CARGA
IMPORTANTE:
Con el contacto móvil P0 del relé de voltaje hace contactos con el contacto P2, se
aplica igual voltaje al circuito antes y después de la luz de carga, de forma que no
fluirá corriente a la luz y esta no se encenderá.
A medida que aumentan las rpm del motor del motor, sube el voltaje generado por
la bobina del estator, y aumenta la fuerza de halado de la bobina magnética (regulador de
voltaje). Con esta fuerza de halado más fuerte, la corriente de campo que va al rotor fluirá
IMPORTANTE:
Cuando el contacto móvil PL 0 del regulador hace contacto con el contacto PL2,
cesa la corriente de campo. No obstante el contacto P0 del relé del voltaje no se
separa del contacto P2 debido a que quede voltaje neutral en el flujo residual del rotor.
REGULADOR IC DE TIPO A
La tensión de salida del alternador se aplica al diodo zener (ZD) a través del Resistor (R).
Si la tensión de salida es mayor que una tensión predeterminada, el diodo zener permite
el paso de una señal al Tr2. Esta señal interrumpe el circuito de tierra de la bobina del
rotor a través de Tr2 y Tr1.
EL REGULADOR IC DE TIPO B
diodo (D3) en el tipo B para hacerlo capaz de detectar tensión en el Terminal L (tensión de
excitación).
Además se le ha provisto de un Resistor (Rd) para detectar una aventura en el circuito de
la bobina del rotor.
a) Durante la excitación inicial Tr3 se desactiva para que la corriente deje de circular a
través del Resistor Rd con el fin de evitar la reducción de la corriente de excitación inicial.
b) Cuando la tensión del Terminal L excede los 8 voltios, el circuito A provoca que Tr3
oscila con el fin de reducir el consumo de corriente del Rd.
c) Cuando la tensión del Terminal L cae más debajo de los 8 voltios, el circuito A
mantiene el Tr3 activado continuamente y hace que la tensión del Terminal L caiga mas
abajo que los 8 voltios. Esto opera el relé de la luz de carga manteniendo baja la tensión
del Terminal y enciende la lámpara carga. Si se produce una abertura en la bobina el rotor
durante la generación de energía, la tensión del Terminal L se divide entre R1 y Rd,
siendo de unos 3 voltios.
R1 = 19 amperios
Rd_ 5.4 amperio.
d) Cuando no hay una entrada a través del Terminal S durante la generación de energía
(cuando el circuito detección de la tensión de la batería esta abierto), el circuito A
transmite en una señal de activación al Tr2.
Esto mantiene baja la tensión del Terminal L de la misma manera que en el item c
anterior con el fin de encender la lámpara de carga.
REGULADOR IC DE TIPO M
Lámpara de aviso
Puesto que la generación eléctrica no ha sido realizada, la tensión del Terminal P es cero.
Esto es detectado por el MIC; TR2 se desactiva y Tr3 se activa, provocando que la
lámpara de carga se encienda.
LAMPARA DE AVISO
Cuando la tensión del Terminal P se eleva, MIC desactiva Tr3 y activa Tr2. Puesto que no
hay diferencia de potencial entre ambos extremos de la lámpara de carga, esta se apaga.
Cuando la tensión del Terminal S cae por debajo de la capacidad estándar, el MIC detecta
esta caída y activa de nuevo el Tr1. Mediante la repetición de este proceso, la tensión del
Terminal S es mantenida a la capacidad estándar.
LAMPARA DE AVISO
Puesto que la tensión del Terminal P es alta, el MIC mantiene Tr3 desactivado, Tr2
activado, de manera que la lámpara de carga permanece apagada.
Si se produce una abertura en el circuito del sensor del regulador mientras el alternador
está funcionando, el MIC detecta “no entrada desde el Terminal S” y Tr1se activa y se
desactiva para mantener la tensión del Terminal B entre 13.3 y 16.3 v.
Esto evita que la tensión de salida se eleve inusualmente, protegiendo por la tanto el
alternador, el regulador de IC y los demás componentes eléctricos.
LAMPARA DE AVISO
Cuando el MIC detecta “no entrada desde el Terminal S”, Tr2 se desactiva y Tr3 se activa,
provocando que la lámpara de carga se encienda.
LAMPARA DE AVISO
LAMPARA DE AVISO
Cuando la generación eléctrica se detiene y la tensión del Terminal que da a cero, esta
condición es detectada por el MIC, Tr2 se desactiva y Tr3 se activa.
Campo electromagnético
El campo magnético que hay alrededor de un alambre que lleva corriente, es una serie de
cilindros concéntricos de líneas de flujo (Fig. 1) . Cuanto mayor es el flujo de corriente,
mayor es la densidad del flujo. Las líneas de flujo de los cilindros tienen una dirección
como las líneas de flujo de un imán de barra. La dirección del flujo de corriente en el
alambre, determina la dirección de las líneas de flujo.
Fig. 1
Se usan unas flechas para indicar la dirección del flujo de corriente, que se puede ver con
facilidad en la vista lateral. Si uno mira el extremo de un alambre en el que la corriente
está fluyendo hacia uno, se ve la punta de una flecha, indicada por un punto (Fig. 2) . Si
se observa el extremo de un alambre con corriente que fluye alejándose de uno, se ve la
cola de una flecha, como se muestra con una cruz o con el signo +.
Fig. 2
Fig. 3
Aplicando la teoría del electrón, del flujo de corriente de – a +, si uno coge un alambre con
la mano izquierda de modo que el pulgar apunte en dirección del flujo de la corriente, los
dedos quedan rodeando el alambre en dirección de las líneas de flujo, Esta es la regla de
la mano izquierda. Fig 4. Se puede usar la regla de la mano derecha, lo mismo que la
regla de la mano izquierda, para las relaciones del flujo de corriente y el campo
magnético, siempre que al utilizar una teoría u otra no se mezclen.
Fig. 4
Interacción de campo
Los cilindros de flujo alrededor de los conductores reaccionan uno con otro, precisamente
como los campos alrededor de los imanes de barra, por que todas las líneas de flujo
tienen una dirección y establecen unos polos magnéticos. Si se juntan dos alambres con
corriente que fluye en direcciones opuestas, sus campos se oponen uno al otro y separan
los alambres (Fig. 5). Si se acercan dos alambres con corriente que fluye en la misma
dirección, sus campos se atraen y los alambres se acercan. Puede hacerse lo mismo con
los campos electromagnéticos de los conductores y los campos de imanes permanentes
(Fig. 6) . Estos principios de interacción de campo son los que ocasionan que los motores
eléctricos funcionen.
Fig.6
Fig. 5
Puede aumentarse la intensidad del campo alrededor del conductor, doblándolo para
formar un circuito. Fig. 7 . Esto hace que los campos que se encuentran en el centro del
circuito se atraigan uno a otro o combinen sus intensidades. Se puede intensificar el
campo aún más, enredando más el conductor para formar una bobina. Cuando se hace
esto, el campo alrededor de la bobina toma la forma de un campo alrededor del imán de
barra, Fig. 8. La bobina forma un polo norte y un polo sur, de los cuales salen y entran
líneas de flujo. La intensidad de este campo se determina por el número de espiras en la
bobina y la cantidad de corriente que fluye por él.
Fig 7
Fig. 8
Electroimanes
Se puede intensificar aún más el campo de una bobina poniendo un hierro en el interior.
Como el hierro es más permeable que el aire, las líneas de flujo se concentran en él. Al
hacer esto, se crea un electroimán (Fig. 9). Los electroimanes se usan en relevadores y
solenoides, en varios sistemas del automóvil. Los relevadores se usan como interruptores
remotos que permiten que una pequeña cantidad de corriente en un circuito, abra o cierre
un interruptor en un circuito con más corriente. Los solenoides se usan para crear un
movimiento mecánico.
Los electroimanes sencillos funcionan con corriente directa. La corriente alterna, que
constantemente invierte las direcciones, haría que se invirtiese el campo del electroimán.
Se puede entender por qué sucede esto, si se toman en cuenta las relaciones de flujo de
la corriente y dirección de flujo.
Fig.9
Semiconductores
Este proceso se llama adulteración. La cantidad de otro material que se agrega al silicio
es muy pequeña, generalmente en proporción de una parte de adulterante por 10.000,000
de partes de silicio.
Material N
Fig.11 Fig.12
Material P
Si al silicio se le agrega un elemento como el boro o el galio, con tres elementos libres, a
la mezcla resultante le faltan electrones libres, por tanto tiene carga positiva. Esto se
llama material P. Los lugares de las capas de valencia incompletas. Que normalmente
debieran llenarse con electrones, se llaman huecos, Fig. 12. Los electrones libres de los
átomos adyacentes tratan continuamente de llenar los huecos y, cuando lo hacen, dejan
otros huecos detrás. En el material P hay también un movimiento a la deriva; pero cuando
los electrones se mueven, también lo hacen los huecos. La teoría eléctrica del
semiconductor define los huecos como portadores de carga positiva y los electrones como
portadores de carga negativa.
Flujo de huecos
Puede uno imaginar que los electrones existentes en los semiconductores se mueven en
una dirección y los huecos en otra. Fig. 13. Más aún, si un electrón tiene una carga
negativa (como ya se ha estudiado) puede uno pensar en un hueco como una carga
positiva. Por tanto, cuando el flujo de electrones conduce una carga negativa o una
corriente negativa del punto A al punto B, el hueco conduce una carga positiva o una
corriente positiva del punto B al punto A, Fig. 13. El flujo de huecos es simplemente otro
modo de mirar la teoría convencional del flujo de corriente, que establece que la corriente
fluye de positivo a negativo. Para el estudio de los semiconductores se utiliza tanto la
teoría del flujo de electrones ( - a +) como la teoría convencional o flujo de huecos (+ a -).
Fig. 13
INTERRUPTORES
Fig.14
Fig.15
Fig.16
A los interruptores de presión también los puede activar una cámara aneroide o una
cápsula o una cápsula. La cápsula aneroide es un tubo metálico ondulado, al vacío, con
baja presión (vacío) en su interior. Las variaciones de presión fuera de la cámara
ocasionan que se expanda y contraiga. Este movimiento puede abrir y cerrar los
contactos del interruptor exactamente como lo puede hacer un diafragma. Debido a que
las cápsulas aneroides son más caras que los diafragmas y sus movimientos más
precisos, su uso se reserva generalmente para sensores analógicos más que simples
interruptores.
Los interruptores bimetálicos pueden calentarse también con el flujo de corriente a través
del elemento. Debido a que la mayor parte de los sensores de un sistema de
computadora son dispositivos de poca energía, la corriente, para que un interruptor
bimetálico se caliente eléctricamente, proviene de un circuito separado. Esto conduce al
diseño de un cronocontactor o interruptor temporizado.
Cronocontactor
Fig.18
CAPÍTULO 6
SISTEMA DE ENCENDIDO CONVENCIONAL
Una mezcla aire-combustible comprimida explota dentro del cilindro. La potencia es
obtenida por la expansión de gases resultantes. El sistema de encendido es la fuente de
las chispas, las cuales inician las explosiones de la mezcla aire combustible.
Los tres elementos siguientes son esenciales para la operación eficaz del motor:
FUNCIONAMIENTO
A medida que gira el cigüeñal, y por lo tanto el árbol de levas, la leva del distribuidor abre
los platinos, haciendo que la corriente que circula por la bobina primaria se interrumpa
súbitamente.
La fuerza FEM autoinducida aumenta a unos 500 V, mientras que la FEM de inducción
mutua aumenta a unos 30 kV, causando la descarga mediante generación de chispas en
la bujía.
En casi todos los automóviles de la línea de producción que están provistos del sistema
de encendido es de este tipo.
Hay disponibles dos tipos de bobinas de encendido: Una en la cual el resistor es del tipo
de resistor externo y uno en el cual es del tipo de resistor integrado.
Importante: Debido a que la bobina tipo resistor integrado tiene tres terminales externos
no hay que confundir los terminales “B” y positivo (+) al realizar las conexiones.
Cuando el flujo de corriente comienza a circular a través de una bobina, hay una
tendencia para que la circulación de la corriente sea impedida por el efecto de
autoinducción (durante el tiempo que toma desde el punto en que los platinos se cierran
para que el valor de corriente de saturación sea alcanzado).
En la bobina de encendido sin resistor, puesto que la duración del tiempo en que los
platinos permanecen cerrados es mayor cuando la velocidad del motor es baja, circula
suficiente corriente (i3) de modo que un voltaje secundario suficientemente alto puede ser
obtenido.
Sin embargo, cuando la velocidad del motor es alta, el tiempo en que los platinos
permanecen en contacto es acortado y no circulará suficiente corriente primaria (i1), y
como resultado el voltaje secundario es bajo.
Importante: Si una bobina del tipo de resistor externo es usada sin el resistor externo
conectado, fluirá un exceso de corriente en la bobina primaria, así que asegúrese de que
el resistor sea conectado.
Para evitar esto, el resistor es derivado como se muestra en la ilustración mientras que el
motor es girado por el arrancador, resultando en la aplicación directa del voltaje de la
batería a la bobina primaria, proporcionando una chispa fuerte.
DISTRIBUIDOR
Descripción
Los platinos se abren y cierran mediante la leva instalada en el eje del regulador. El eje
del regulador es impulsado por el árbol de levas a la mitad de la velocidad del motor. La
leva tiene lóbulos de leva idénticos en número a los cilindros del motor. A medida que gira
la leva, cada lóbulo empuja el brazo de platinos para abrir los platinos. A medida que
sigue girando la leva, el brazo de platinos retorna mediante el resorte de dicho brazo para
La adhesión de estas sustancias en los platinos causa que se quemen debido al salto de
la chispa y causan un aumento en la resistencia de contacto. Por lo tanto se debe tener
cuidado de que no caiga aceite o grasa en los platinos cuando estos son reemplazados.
Importante:
Después del ajuste inicial de la holgura del bloque de fricción, es necesario volver a
comprobar si la holgura de las puntas del platino es correcta midiendo el ángulo dwell.
La medición del ángulo dwell permite al mecánico descubrir cualquier pequeño error de
calibración que pudiera haber ocurrido debido a la tolerancia de la holgura de las puntas,
determinada en base a la holgura del bloque de fricción y cualquier ajuste incorrecto de
las puntas del platino, permitiéndole ajustar con mucha precisión la holgura de las puntas.
Ángulo dwell
Adicionalmente las puntas deben permanecer abiertas hasta que la leva gire otros 38º ±
6º.
Ángulo dwell:
Motor de 4 cilindros: 52º
Motor de 6 cilindros: 41º
El ángulo dwell está muy relacionado con la holgura de las puntas y la distribución de
abertura de las puntas (encendido), y es importante para reglar el motor a las óptimas
condiciones.
CONDENSADOR (CAPACITOR)
Por lo general, el condensador está instalado en la parte exterior de la caja del distribuidor
y está conectado en paralelo con los platinos.
La tensión inducida en la bobina
secundaria aumenta a medida que se
acelera la interrupción de la corriente
primaria. Sin embargo, esta interrupción
súbita de la corriente primaria causa la
generación de alta tensión de 400 a 500
V en la bobina primaria debido a la
autoinducción. Por tal razón, en el
momento en que se abren los platinos,
circula una corriente en forma de chispa
eléctrica por la holgura de las puntas, y la
interrupción de la corriente primaria no
ocurre de forma inmediata.
Para minimizar el arco entre contactos, la fuerza autoinducida en la bobina primaria, que
se produce al abrirse los platinos, se “almacena” momentáneamente en el condensador
para proporcionar una rápida desconexión de la corriente primaria.
AVANZADOR DE ENCENDIDO
Para tener una potencia de salida más eficiente del motor, la presión máxima de
combustión debe tener lugar aproximadamente en 10º DPMS.
Sin embargo, debido al retardo requerido para la propagación de la llama después del
encendido, la mezcla debe encenderse de hecho antes del punto muerto superior. Esta
distribución se denomina “distribución de encendido”.
Es necesario tener algún medio para cambiar la distribución de encendido para que se
adapte lo mejor posible a la carga, velocidad del motor, etc. Para ello, se incorporan un
avanzador de vacío y un avanzador centrífugo.
La distribución de encendido inicial es la distribución durante la marcha en ralenti del
motor, cuando los mecanismos del avanzador de encendido no están operando. El ángulo
de cigüeñal al que esto ocurre se denomina “Ángulo básico del cigüeñal” y se refiere al
momento adecuado durante cierta etapa del ciclo de compresión del cilindro nº 1 cuando
tiene lugar el encendido.
La distribución de encendido
inicial se ajusta cambiando
físicamente la posición de
montaje del distribuidor con
relación al motor; para ello, hay
que girar el distribuidor hasta
que la marca de acoplamiento
de la polea del cigüeñal se
alinee con la marca de la
cubierta de distribución del
motor (lo cual se comprueba
empleando una lámpara de
distribución.
Puesto que el tiempo de propagación de la llama se hace más largo a medida que
aumenta la velocidad del motor, y puesto que varía además dependiendo del vacío del
múltiple de admisión, la distribución de encendido debe controlarse también de acuerdo
con estas condiciones.
Por tal razón, el distribuidor está provisto de una sección de avanzador, que consta de un
avanzador de regulador para controlar la distribución del encendido de acuerdo con la
velocidad del motor, y de un avanzador de vacío para controlar la distribución del
encendido de acuerdo con la carga del motor.
Construcción y operación:
Función
Puesto que la válvula de obturación está cerrada durante el ralenti del motor, el orificio de
avance, situado antes de la válvula de aceleración, está a la presión atmosférica y no se
produce la operación de avance por vacío.
Construcción y funcionamiento
Girando la perilla del selector de octanos se cambia la posición del gancho ( ℓ ) con
relación a la barra del diafragma. Como resultado, cambia también la posición de la placa
de platinos con respecto a la leva del distribuidor para dar al avanzador de vacío las
características arriba indicadas.
La tapa del distribuidor esta hecha de resina epóxica moldeada por inyección, y posee
alta resistencia térmica y resistencia dieléctrica (de aislamiento).
En la tapa, la pieza de contacto central de carbón se mantiene en contacto con el
electrodo central de aluminio a través del resorte para distribuir de forma fiable la alta
tensión.
Los electrodos laterales de aluminio están espaciados en torno a la tapa y reciben la
corriente de alta tensión desde el electrodo central a través del rotor.
Se da una holgura de aire de unos 0.8 mm. (0.031 pulg.) entre cada electrodo lateral y
electrodo del rotor para evitar interferencias con la rotación del rotor.
Puesto que se genera ozono debido a la ionización durante la descarga de alta tensión
por estas separaciones de aire, se incorporan pequeños orificios de ventilación en la tapa
y en la caja.
2.- El rotor
Importante: Nunca
lime ni pula con papel 3.- Rotor con mecanismo de prevención de
de lija la punta del antisobremarcha del motor
electrodo del rotor
revestido a la llama, Este mecanismo está provisto en algunos modelos de
por que se aumentaría motores. Si la velocidad del motor empieza a aumentar
el ruido de encendido excesivamente, la corriente de alta tensión procedente de la
causando interferencia punta del rotor se pone a masa para evitar la sobre marcha
en la radio. del motor.
BUJÍAS
Rendimiento de encendido
Fig.2
Fig. 1
Los electrodos redondeados dificultan la descarga, mientras que los electrodos cuadrados
ó en punta la facilitan.
A medida que se redondean los electrodos debido al uso, se dificulta la chispa
produciéndose fallas de encendido. Por otro lado, el afinamiento de las puntas de los
electrodos facilita la chispa pero acorta la vida útil de los electrodos debido al desgaste
más rápido.
RANGO TÉRMICO
El rango térmico de una bujía es la cantidad de calor radiado por la bujía. Una bujía que
radia más calor se denomina “bujía fría”, por la bujía en sí se queda más fría, mientras
que la que radia menos calor se denomina “bujía caliente”, por que conserva más calor en
ella.
Las bujías están impresas con un código alfanumérico, el cual describe la estructura de la
bujía, características, etc. Los códigos difieren algo dependiendo del fabricante, pero
usualmente el mayor de los números usados indica el rango térmico para una bujía fría y
el número para indicar el rango térmico de una bujía caliente.
El límite de operación más bajo de una bujía es la temperatura de auto limpieza, mientras
que la temperatura de preencendido es el límite superior. Las bujías rinden mejor cuando
la temperatura del electrodo central es de unos 450º C (842ºF) y 950º C (1742ºF).
La bujía ideal sería la que tuviera unas características térmicas como se muestra en la
gráfica de abajo, y pudiera soportar todas las condiciones de velocidades bajas a altas.
Sin embargo, este tipo de bujía todavía no se ha desarrollado, aunque como muestra la
gráfica, se han desarrollado muchas bujías que incorporan diversas ideas para acercarse
a las características de la bujía ideal.
Las rutas de radiación de calor y los porcentajes de calor radiado por la bujía se muestra
a continuación.
La temperatura de auto limpieza de 450ºC y la de preencendido de 950ºC ocurren cerca
de la punta de la bujía (parte A en la figura).
La longitud de la punta del aislador (T) de una bujía fría y de otra caliente es distinta como
se muestra a continuación. La bujía fría tiene una parte de aislador más corta como se
muestra abajo. Puesto que la superficie del área expuesta a la llama es pequeña y la ruta
de radiación de calor es corta, la radiación de calor es excelente y la temperatura del
electrodo central no aumenta excesivamente. Por esta razón si se usa una bujía fría es
más difícil que se produzca el preencendido.
Por otro lado, la bujía caliente tiene una punta de aislador más larga y el área de la
superficie expuesta a la llama es mayor, por lo que la ruta de radiación es larga y la
radiación de calor es pequeña. Como resultado, la temperatura del electrodo central
aumenta bastante y la temperatura de auto limpieza puede lograrse con mayor rapidez en
el margen de bajas velocidades que en caso del tipo frío.
Importante; Puesto que el rango térmico más apropiado de las bujías para un vehículo en
particular lo selecciona el fabricante, la instalación de una bujía con un valor térmico
diferente perturbará los ajustes de la temperatura de auto limpieza y de preencendido
antes mencionadas. Por esto, hay que emplear siempre el tipo de bujías especificado
para los reemplazos.
Note
Replace every 60,000 liles (100,000 Km)
Do not adjust gap.
Nota
A reemplazar tous les 100,000 Km
SEULEMENT.
NE PAS ADJUSTER L’ÉCARTEMENT.
GENERADOR DE SEÑALES
El generador de señales conecta los transistores del encendedor para interrumpir la
corriente primaria de la bobina de encendido a la distribución de encendido correcta. Es
una clase de generador de CA (corriente alterna).
1.- Construcción
El generador de señales
consta de imanes
permanentes que magnetizan
la bobina captadora, la bobina
captadora para generación de
CA en la bobina captadora de
acuerdo con la distribución de
encendido. El rotor de señales
tiene tantos dientes como
cilindros tiene el motor (es
decir, 4 dientes para motores
de 4 cilindros y 6 dientes para
motores de 6 cilindros).
ENCENDEDOR
Puesto que el circuito del encendedor es muy complicado debido al empleo de ICs
(circuitos integrados), la operación del encendedor se explica aquí sirviéndonos de un
diagrama de circuito simplificado.
Motor parado
Cuando se vira el motor, gira el rotor de señales del distribuidor, generando una tensión
de CA en la bobina captadora. Si la tensión de CA generada es positiva, se añade a la
tensión de la batería (aplicada al punto P), aumentando la tensión en el punto Q (voltaje
de base) por encima de la tensión de operación del transistor, activando así el transistor.
Como resultado, la corriente primaria de la bobina de encendido circula desde el colector
(C) al emisor (E).
El tiempo durante el que circula la corriente por la bobina primaria normalmente se reduce
a medida que aumenta la velocidad del motor, por lo que se reduce la tensión inducida en
la bobina secundaria.
El control del ángulo de cierre de la leva se refiere al control eléctrico del tiempo durante
el que circula la corriente primaria por la bobina de encendido (es decir, el ángulo dwell)
de acuerdo con la velocidad de rotación del eje del distribuidor.
A bajas velocidades, el ángulo dwell se reduce para evitar una circulación excesiva de
corriente primaria y se aumenta a medida que se incrementa la velocidad de rotación para
evitar que se reduzca la corriente primaria.
Importante: Puesto que los encendedores se fabrican para que correspondan con las
características de la bobina de encendido, la función y construcción de cada tipo son
diferentes. Por esta razón, si se combinan un encendedor que no es el especificado y/o
una bobina, el encendedor ó la bobina pueden resultar dañados. Por lo tanto, siempre
hay que emplear los repuestos correctos para el vehículo.
IIA
IIA significa “Conjunto de Encendido Integrado “. En el IIA están incorporados el
encendedor y la bobina de encendido, los cuales se encuentran separados en otros
distribuidores.
El IIA tiene las siguientes características:
• Es pequeño y liviano
• No hay problema con
la rotura de conexio-,
nes es de alta confiabi-
lidad
• Es altamente resisten-
te al agua.
• No es afectado fácil-
mente por las condicio-
nes ambientales.
ESA
Esa es una abreviatura de “Avance de chispa electrónico”. En este sistema, los valores
de la distribución de encendido óptimos son almacenados en la computadora de control
para cada condición del motor. Este sistema capta las condiciones del motor (velocidad
del motor, flujo de aire admitido, temperatura del motor, etc.,), está basado en las señales
provenientes de cada uno de los sensores del motor, para luego seleccionar la
distribución de encendido óptima para las condiciones comunes, enviando señales de
corte de corriente primaria al encendedor para controlar la distribución de encendido.
Con este sistema, se realiza un control más preciso basado en las condiciones de marcha
del motor, el cuál no se podrá obtener con ningún sistema ESA, el cual se podría solo
controlar la velocidad del motor y vacío del múltiple en forma lineal usando un avanzador
de vacío o avanzador del regulador construido en el distribuidor.
Debido al uso del sistema de avance de chispa electrónico, la bobina captadora ha sido
incorporada en el distribuidor, el cual genera señales de velocidad del motor (señal Ne) y
un ángulo de giro referente a la señal de posición (señal G). El controlador de vacío y el
mecanismo del regulador han sido eliminados.
• Debido a que no hay control físico de la distribución de encendido, tales como las
dimensiones del electrodo, la distribución de encendido puede ser controlada sobre
un margen amplio. (En el tipo que usa distribuidor, si el avance es mayor, la
corriente circula en ambos lados de los electrodos).
Inducción electromagnética:
Las líneas de flujo magnético generan una corriente y un voltaje en un conductor, ya sea
que se mueva el campo, o el conductor. La corriente y el voltaje que resultan, se llaman
corriente inducida y voltaje inducido. El proceso se llama inducción electromagnética
y es el principio de toda generación comercial de potencia eléctrica.
Los tres métodos se usan para inducir un voltaje en los sistemas eléctricos del automóvil.
Los dos primeros dependen del movimiento mecánico de un conductor o un imán y son
fáciles de ver. El tercer método depende del movimiento de aumento o descenso de la
energía magnética y nos es tan fácil visualizarlo.
Fig. 1
Fig. 2 Fig. 3
Autoinducción
Cuando la corriente fluye por una bobina, el campo magnético se expande e induce un
voltaje en la bobina, que opone la dirección de corriente que creó el campo inicialmente.
Este contravoltaje se llama: Fuerza Contraelectromotriz (CEMF). Cuando la corriente
original aumenta, la CEMF opone su incremento. Cuando la corriente original disminuye,
la fuerza contraelectromotriz opone su descenso. Si la corriente es estable, no hay
movimiento relativo entre la bobina y el campo, y no hay voltaje inducido. La inducción
ocurre solo cuando el campo se expande y se desploma.
OSCILOSCOPIO
Fig.4
Fig. 5
La pantalla del osciloscopio tiene escalas verticales para medir distintos niveles de voltaje
Fig. 5. La mayoría de los osciloscopios automotrices tienen una escala de bajo voltaje de
0 a 20 ó a 40 volts. y dos escalas de alto voltaje para pruebas de ignición. Las escalas de
voltajes de ignición pueden ser de 0 a 20 ó 25 kV, y de 0 a 40 ó 50 kV.
Las escalas horizontales al fondo de la pantalla indican la detención en grados, de la
ignición, para motores de 4, 6 y 8 cilindros. La escala horizontal puede mostrar también el
tiempo en milisegundos y una escala de porcentaje para verificar un ciclo de trabajo.
Un analizador de motor con osciloscopio, tiene muchas puntas de prueba que se
conectan con varios puntos de un motor para mediciones de voltaje y corriente. Las
conexiones exactas varían de un analizador a otro, pero la mayoría son semejantes al
ejemplo en la fig. 6.
Fig. 6
En los primeros años de la década de los 80, varios fabricantes de equipo de prueba
introdujeron analizadores de motor con secuencias de prueba automáticamente
programadas. Estos analizadores muestran las condiciones de trabajo del motor en
palabras y números en un tubo de rayos catódicos. Los analizadores programados
muestran las lecturas de voltajes, velocidad del motor (rpm), vacío y demás condiciones,
en una pantalla de comparación, con las especificaciones del fabricante para el vehículo
que se esté probando. Para hacer esto, el analizador emplea su propia computadora
digital.
El analizador toma en cuenta las lecturas de varias puntas de prueba y procesa las
señales mediante circuitos convertidores analógicos – digitales. Las señales analógicas
se convierten a valores digitales y se muestran o despliegan como números en el tubo de
rayos catódicos. Las especificaciones del fabricante se cargan en el programa de
vacío, simultáneamente con la forma de onda de la ignición. Fig. 7. Esto permite distinguir
entre condiciones anormales originadas por cables de bujía en mal estado, o bujías sucias
en el circuito secundario de la ignición, con la baja compresión o con fugas de aire en el
múltiple.
Fig. 7
BIBLIOGRAFÍA