El alternador (o dnamo)
El alternador (o dnamo) tiene como objetivo convertir la energa
mecnica en elctrica alterna, brindando la corriente elctrica por
las diversas partes del vehculo que lo requieren (encendido, luces,
etc) y posibilitando tambin la carga de la batera.
Estn construidos en base al principio que un conductor sometido
a un campo magntico variable crea una tensin elctrica inducida.
Las partes bsicas de un alternador son: rotor, estator, puente
rectificador y escobillas.
Tambin se encuentra el regulador, que tiene como funcin regular
la tensin resultante de las diferencia en el giro del motor. Si
bien el regulador puede estar integrado al alternador tambin puede
estar fuera de l. Su funcionamiento es alimentar el rotor con
diferente tensin modificando as el campo magntico y logrando la
regulacin de la tensin producida por las bobinas.
El rotor gira y genera un campo magntico segn la tensin que se
le brinda por las escobillas.
Las escobillas hacen posible el pasaje de tensin al rotor a
pesar de su movimiento giratorio. El rozamiento de la escobilla con
el rotor provoca el lgico desgaste de stas, que se va compensando
por la accin de un muelle que las va aproximando a medida que se
gastan.Al culminar su vida til ya no es posible esta solucin debido
al desgaste total sufrido y se hace necesario remplazarlas por
nuevas.El estator est constituido por tres bobinas conectadas en
estrella y tres salidas que generan corriente trifsica, siendo as
el encargado de generar la tensin de salida.
Problemas tpicos de los alternadores
Escobillas desgastadasComo lo explicamos anteriormente, el
rozamiento provoca un desgaste irreversible con la nica solucin de
recambiar las viejas escobillas por escobillas nuevas.Los sntomas
suelen ser una disminucin progresiva de la tensin, detectndose
saltos en el ampermetro. Desde hace ya varias dcadas cambiar las
escobillas es algo sencillo ya que no es necesario desarmar el
alternador sino simplemente desmontar una tapa y cambiarlos.
Rotor daado
Un dao en el rotor provoca una baja de tensin o tensin nula.Es
necesario corroborar que el colector no este daado y que la bobina
no tenga fugas de tensin al rotor. Para alternadores de 24V la
resistencia correcta es de 18,8-19,2 ohmios si poseen regulador
externo, mientras que para los de regulador incorporado es de
8,8-9,2 ohmios.
Daos en puente rectificadorEl puente rectificador es el
encargado de convertir la corriente alterna en continua y est
formado por diodos. Si algunos de stos diodos sufren fallas
provocarn fallos en la tensin, no convertir adecuadamente la
corriente e incluso la desaparicin total de la tensin.Un diodo
bsicamente conduce la electricidad en una direccin mientras que no
le permite pasar en el sentido opuesto.Los diodos pueden ser
medidos con un polmetro usando la escala de ohmios y colocando el
cable rojo y negro varindolos para medir los dos sentidos. Debemos
entonces corroborar la resistencia en ambos sentidos y los que no
estn abiertos, tomando como regla que un diodo en buen estado tendr
una elevada resistencia en un sentido mientras que en el otro
sentido sta ser ms baja.
Estator daadoProvoca la prdida total o parcial de la tensin.Su
chequeo implica la medicin de la resistencia y aislamiento, estando
la resistencia entre los terminales de salida en el rango de
0,1-0,2 ohmios, y corroborar que no exista continuidad entre los
terminales de salida y el cuerpo del estator.
Regulador averiadoDebido a la variedad de reguladores existentes
(reguladores externos mecnicos con rels, transistorizados, etc) la
forma ms prctica de saber si estn averiados es cambiarlos por uno
que funcione bien.Si el regulador es de rel debemos fijarnos que
ste no posea piezas quemadas o contactos daados.
Alternador y frenos
En motores diesel los alternadores poseen adems una bomba
encargada de generar el vaco requerido por el servofreno.Esto es
obtenido de la admisin en los motores a gasolina, pero en los
motores diesel no es posible por lo que se recurre al alternador
para generar vaco mediante la bomba de vaco.
Arranque del Motor del Automvil
Generalidades
El 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 elctrico
Para 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.
Esquema del sistema de Arranque
Cuando 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 bateras a travs de un
grueso conductor (representado con color rojo).
El motor elctrico
El 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.
Vista de un arranque tpico
En la vista puede diferenciarse el rel as como los grandes
tornillos de conexin para los cables procedentes de la batera.
El mecanismo de accionamiento
La 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.
Motor de arranque seccionado
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.
Una 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.
La prxima figura muestra un tpico motor de arranque despiezado
donde pueden observarse sus partes constituyentes.
Vista de un motor de arranque desarmado
Causas de fallo
Como 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.El ECT Tiene el
objetivo de chequear la temperatura del motor enviando este dato a
la ECM.
La seal recibida es utilizada por la ECM para fijar el tiempo en
que el inyector debe abrirse como as tambin la velocidad alta en
ralent, siendo la forma de chequeo de este sensor la misma que la
utiliza para el chequeo del sensor de temperatura del aire de
admisin.
TPS - Sensor de Posicin de la Mariposa
El TPS se encuentra en el cuerpo de la mariposa y es el
encargado de proporcionar a la ECM la posicin actual de la vlvula
de mariposa, conociendo as la decisin del conductor sobre el
funcionamiento del vehculo.Bsicamente el sensor de posicin de la
mariposa es un potencimetro encargado de detectar la apertura de la
vlvula de la mariposa, informacin mediante la cual la ECM fija la
cantidad de aire de admisin segn el ngulo de vlvula de mariposa
como as tambin la velocidad del motor.Este sensor puede poseer 4 o
3 terminales dependiendo de su localizacin, si estuviese integrado
con el mismo interruptor de ralent entonces presentar 4 terminales,
en caso contrario solamente poseer 3 (uno de 5 voltios de energa,
uno de tierra y otro de seal).La comprobacin de este sensor se
realiza quitando el el conector y midiendo la resistencia entre
cada terminal, conectando el conector y midiendo el voltaje de
salida y onda presente en el cable de seal.CKP - Sensor de Posicin
de CigealEl CKP, o sensor de posicin de cigeal proporciona la seal
con informacin sobre la posicin del cigeal enviando este dato a la
ECM, la cual realiza el clculo del tiempo de inyeccin, de ignicin y
de revoluciones del motor segn la seal recibida.
Existen 3 diferentes tipos de stos sensores, el tipoptico,
elinductivoy el tipo deefecto hall.El de tipopticogeneralmente se
encuentra en el distribuidor y esta constituido por un led, un
diodo foto sensor y una placa que posee ranuras que va rotando,
conocindose as la posicin del cigeal segn de la posicin de estas
ranuras.El chequeo de este tipo de sensor se realiza con la llave
del vehculo en la posicin de encendido y comprobndose el voltaje
entre el terminal de tierra y el terminal de potencia, teniendo que
existir en el cable de seal del sensor CKP una tensin entre 0 y 5
voltios.Para la comprobacin de sensor y cableado se debe conectar
el conector y medir la onda del cable de la seal cuando se arranca
el motor o bien con ste funcionando.
El sensorinductivoest formado por un magneto permanente y una
bobina, funcionando en base a la interrupcin del campo magntico por
el paso de los dientes en la volanta.Generalmente este sensor posee
2 cables aunque alguno puede presentar 3, tratndose en este ltimo
caso de un protector coaxial para impedir interferencias que
afecten la seal.La comprobacin se realiza conecte el conector y
midiendo la onda del cable de seal cuando el motor es arrancado.El
sensor de tipoefecto hallbasa su funcionamiento en un elemento de
hall con un semiconductor, haciendo que el elemento sea activado
cuando el flujo magntico cambia, conocindose as la rotacin del eje
gracias el efecto de hall.Sus terminales corresponden a uno con 12
voltios, otro de 5 voltios de seal y uno destinado a tierra.Los
voltajes en cada terminal con la ignicin en su posicin de encendido
deber estar en 12 voltios, 5 voltios y 0 voltios
respectivamente.Para su comprobacin debemos conectar el sensor y
cableado y medir la onda del cable de seal durante el arranque del
motor o bien cuando el motor est en funcionamiento.COMO SE USA UN
MULTIMETRO
El multmetro quehereda su nombre por las mediciones que puede
realizar, y que tambin es conocido comotester constituye una
herramienta de chequeo que debe estar presente en todo taller y,
segn el modelo en cuestin, permite conocer la tensin de
alimentacinen la medida de volts voltaica, como as tambin la
resistencia de diferente componentes en ohms, las revoluciones del
motor, iodos electrnicos, temperatura ylas frecuencias,
temperatura, entre otras mediciones ms, llegando tambin algunos
modelos ms sofisticados traer incorporado un osciloscopio.A simple
vista podemos observar algunas partes como la llave para la
seleccin y el display si se trata de untester digital, observndose
tambin diferentes nmeros y escalasalrededordel selector, para
permitirnos la medicin en diferentes rangos, siendo as la funcin de
la llave de seleccin la posibilidad de elegir qu es lo que vamos a
medir y la escala que utilizaremos, por ejemplopodemos medir
mediante el testerla resistencia que posee un sensor en la escala
de los 200 ohmsseleccionando con la llave de seleccin la escala
apropiada, e informndonos luego el display las medicin
obtenida.
Un tester de calidad media debera poseer al menos la seccin
demedicin de voltajeque est presente en la mayora de los
aparatospudiendo medir el voltaje continuo, el alterno y milivolts,
permitindonos la seleccin de voltaje alterno conocer las tensiones
quevaran en su amplitud o bien cambian la polaridad como los
sensores de reluctancia variable como son los sensores de posicin y
encendido entre otros, mientras que la medicin del voltaje continuo
hace posible obtener la la tensin de los actuadores y sensores que
poseen conexin de alimentacin a batera u alguna otra fuente de
alimentacin, usndose adems los mili volts para la medicin de
valores bajos.
La medicin de resistencias, chequeo muy comn al trabajar en
motores con inyeccin electrnica, consiste en el chequeo de la
dificultadofrecida por algn componente al pasaje de corriente
elctrica, usndose como unidad de medidael ohm y presentando el
tester el dial de seleccin con escalas variadas, por ejemplo de 0 a
200 y200 a 2000 entre otras, a no ser que el modelo sea de los
llamados un multmetro con autorango ya que stos posibilitan la
seleccin automtica del rangodependiendo dela resistencia que se
haya medido.La medicin de la frecuencia es obtenida en Hz (herzios)
y corresponden a la cantidad de ciclos presentes por segundo, por
ejemplo si una determinada seal oscila de10 veces por segundos el
multmetro nos arrojara su frecuencia de10 Hz, siendo utilizado este
tipo de medicinen sensores inductivos ysensores de efecto Hall
entre otros.
Por ejemplo si vamos a testerun sensor de temperatura de aire
que funciona de los 2.000 a 2.500 ohms deberemos en primera
instancia seleccionar en el tester el rango de la escala de los
20k, que significa 20.000, en ohms, siempre y cuanto nuestro
multmetro no sea auto rango como lo explicado anteriormente, luego
continuamos realizando la conexin mediante las pinzas de eltester
entre ellas y veremos que la resistencia sera de 1 lo que significa
resistencia infinita, medida que si la obtuvisemos al testear un
sensor significara que ste est en cortocircuito. Procedemos luego a
conectar una pinza aun conector del sensor y la otra al restante
conector (en este caso no tiene importancia la polaridad).Si
estuvisemos ante un sensor del tipo de coeficiente negativo veramos
que cuando sube la temperatura la resistencia del sensor bajar, y
cuandobaja la temperatura entonces subir la resistencia
aumentar,pudindonos ayudar a ver estas variaciones gracias a la
aplicacin de alguna fuente de calor o frio como una luzo un trapo
ligeramente hmedo.
Que es el sensor TPSEl TPS hereda su nombre de las siglas en
ingls de Throttle Position Sensor, y su objetivo es informar a la
unidad de control sobre la posicin de la mariposa, estando este
sensor as colocado sobre la misma mariposa o, en algunas
situaciones en el cuerpo de la mariposa, siendo los sensores de
tipo de potencimetro los ms usados actualmente, los cuales estn
basados en una resistencia variable lineal que es alimentada
mediante una tensin de unos 5 voltios, variando la resistencia en
forma proporcional en relacin al efecto causado por esa seal.
Si no se ejerce ninguna accin sobre la mariposa la seal se
mantendr en 0 voltios mientras que con si es accionada de forma
completa la seal alcanzar el mximo de tensin (4.6
aproximadamente).
Este sensor presenta generalmente 3 terminales de conexin, o
bien 4 cables si est presente un switch para marcha lenta, si
poseen tres cables el cursor recorre la pista posibilitndose saber
de acuerdo a la tensin la posicin de el cursor.
En caso de tener switch para marcha lenta el cuarto cable se
conecta a masa cuando se detecta que la mariposa est en el rango de
la marcha lenta, el que puede ser por ejemplo de 0.5 +/- 0.05
voltios, o de 0.45 a 0.55 voltios, dependiendo del fabricante.
Entre los controles que podemos realizarle a este sensor
encontramos la medicin del voltaje mnimo, realizndose con el
sistema en contacto y valindonos de un multmetro ponemos a masa el
negativo del multmetro a la carrocera y el positivo al cable de
seal. Tambin podemos realizar el control del voltaje mximo, tambin
con el sistema en contacto y con el acelerador pisado a fondo y
usando el multmetro que debe obtener el voltaje en el rango 4 a 4.6
voltios segn el fabricante.
El control de barrido de la pista se hace mediante con un
multmetro, en su preferencia anlogo o bien con un osciloscopio
comprobndose que la tensin se conserve uniforme sin interrupciones
durante el ascenso de sta que va de la tensin mnima a la mxima.
Captulo 1 MAF, MAP, IATEl sistema de control electrnico de
inyeccin posee varios sensores para conocer las diferentes las
condiciones del motor. Entre estos sensores encontramos el sensor
de flujo de aireMAF(por sus siglas en ingles de Mass Air Flow), el
sensor de presin absoluta del mltipleMAP(por Manifold Absolute
Pressure), el sensor de temperatura de aire de entradaIAT(Intake
Air Temperature), el sensor de temperatura de
refrigeranteECT(Engine Coolant Temperature), el sensor de posicin
de la mariposaTPS(Throttle Valve Position Sensor), el sensor de
posicin de ciguealCKP(Crankshaft Position), el sensor de posicin de
rbol de levasCMP(Camshaft Position), el sensor de golpeteo (Knock
Sensor), el sensor de fallo de ignicin (Ignition Failure Sensor) y
el sensor de oxgeno (Oxygen Sensor).
Veamos a continuacin en detenimiento cada uno de ellos de que se
trata, su funcionamiento y forma de chequearlos.
MAF - Sensor de Masa de Flujo de Aire
El sensor de flujo de masa de aire conocido tambin comoest
instalado entre el filtro de aire y el cuerpo de mariposa.
El objetivo del sensor de flujo de masa de aire es medir la
cantidad del aire que ingresa gracias a el efecto del enfriamiento
de un filamento caliente, basando su funcionamiento en que este
efecto de enfriamiento varia depende de los cambios de circulacin
existentes de aire que provocan variaciones en el voltaje, siendo
stas variaciones enviadas a la ECM, la cual calcula la cantidad de
aire de entrada y cantidad de inyeccin de combustible
requerida.
Este sensor posee 3 terminales, uno de energa con 12 voltios,
otro para tierra y otro terminal destinado a la salida de seal del
sensor hacia la ECM.
Para su testeo debe chequear el voltaje de la salida y su onda
con un osciloscopio.
MAP - Sensor de Presin Absoluta del MltipleEl sensor de presin
absoluta del mltiple se encuentra situado en el tubo de
admisin.
Su objetivo es detectar la presin del mltiple de admisin y
suministrar esta informacin a la ECM, calculando ste el volumen de
aire de admisin y controlando as la cantidad necesaria de
inyeccin.
Este sensor esta construido con un diafragma con una resistencia
piezo-resistiva localizada en l, cuando la presin del aire desplaza
el diafragma la resistencia vara el voltaje de la salida, lo que es
enviado a la ECM para calcular el volumen de aire de admisin.
El MAP tiene 3 terminales, uno de energa con 5 voltios, otro a
tierra y el de seal.Para chequear el cable de tierra y el de energa
se debe testear el voltaje en cada terminal, mientras que para el
chequeo del cable de seal se debe medir la onda y voltaje segn las
condiciones del motor.
IAT - Sensor de Temperatura de Aire de Admisin
Este sensor de temperatura de aire de admisin tiene la
particularidad de sus variantes al poder encontrarse integrado
junto con el sensor MAP (el sensor de presin absoluta del mltiple)
o bien con el sensor de masa de aire, aunque cabe destacar que
cualquiera sea la variante con la que nos encontremos siempre sern
las mismas las bases de funcionamiento, operacin y formas de testeo
del IAT.
Su funcionamiento se basa en un termistor de coeficiente
negativo NTC, es decir, si la temperatura aumenta la resistencia de
ste bajar, entregando as esta seal a la ECM para que se pueda
corregir la cantidad de aire de admisin.
PARA QUE SIRVE LA SONDA LAMBDA
La sonda lambda est presente en el tubo de escape y su funcin es
medir el oxgeno de los gases resultantes de la combustin en relacin
a el oxgeno presente en el medio ambiente, lo que posibilita as que
la Unidad de Control realice un correcto ajuste de el volumen de
aire y combustible de la mezcla para lograr as un uso y rendimiento
del y un funcionamiento del motor ms solidario con el medio
ambiente debido a el control de gases de escape que ste sensor
obtiene.
Una particularidad de esta sonda es que necesita tener bastante
temperatura para su funcionamiento, estando sta segn el modelo por
arriba de los 300 grados centgrados, debiendo adems esta sonda
estar en contacto en todo momentos con 2 masas de aire: con el gas
de la combustin y con el aire atmosfrico, basando su funcionamiento
en 2 electrodos de platino, los cuales estn en contacto con el aire
y otro con los gases y separados estos electrodos por un
electrolito de cermica, recolectando los electrodos los iones de
oxgeno y generndose entonces una diferencia de tensin entre ambos
con una tensin de 0 a 1 voltios.
El sensor de detonacinEl sensor de detonacin es en s un
generador de voltaje y est colocado en el mismo bloque del motor,
recibiendo y controlando las vibraciones excesivas que pudiesen ser
producidas por el pintoneo, convirtiendo estas oscilaciones en una
tensin de corriente que subir si la detonacin tambin lo hace,
siendo enviada esta seal es enviada al centro de control que
procesar y sabr si existen fenmenos de detonacin ejecutando los
ajustes requeridos para regular el encendido del combustible.
Vemos entonces que este sensor regular el encendido
posibilitando una combustin ms eficiente y dndole al vehculo una
mayor potencia a un menor consumo. Se logra un mejor
aprovechamiento del combustible con un octanaje mayor evitando la
detonacin, manteniendo el avance del encendido, el cual se trate de
generar la chispa en las buja unos grados antes de que el pistn
alcance su punto muerto superior, lo que es bastante til a altas
revoluciones del motor cuando la velocidad de la ignicin de la
mezcla se acerca a la velocidad promedio de el pistn, entonces
adelantando unos grados la chispa se da el tiempo necesario para
que la ignicin sea realizada en el momento idea permitiendo que sea
durante el ciclo de expansin en el cual todo el empuje de la
combustin sea ejercido sobre el cilindro.
CAPITULO 2 ECT, TPS, CKP
ECT - Sensor de Temperatura del Refrigerante del Motor
El ECT tiene el objetivo de chequear la temperatura del motor
enviando este dato a la ECM.
La seal recibida es utilizada por la ECM para fijar el tiempo en
que el inyector debe abrirse como as tambin la velocidad alta en
ralent, siendo la forma de chequeo de este sensor la misma que la
utiliza para el chequeo del sensor de temperatura del aire de
admisin.
TPS - Sensor de Posicin de la Mariposa
El TPS se encuentra en el cuerpo de la mariposa y es el
encargado de proporcionar a la ECM la posicin actual de la vlvula
de mariposa, conociendo as la decisin del conductor sobre el
funcionamiento del vehculo.
Bsicamente el sensor de posicin de la mariposa es un
potencimetro encargado de detectar la apertura de la vlvula de la
mariposa, informacin mediante la cual la ECM fija la cantidad de
aire de admisin segn el ngulo de vlvula de mariposa como as tambin
la velocidad del motor.
Este sensor puede poseer 4 o 3 terminales dependiendo de su
localizacin, si estuviese integrado con el mismo interruptor de
ralent entonces presentarn 4 terminales, en caso contrario
solamente poseer 3 (uno de 5 voltios de energa, uno de tierra y
otro de seal).
La comprobacin de este sensor se realiza quitando el conector y
midiendo la resistencia entre cada terminal, conectando el conector
y midiendo el voltaje de salida y onda presente en el cable de
seal.CKP - Sensor de Posicin de CigealEl CKP, o sensor de posicin
de cigeal proporciona la seal con informacin sobre la posicin del
cigeal enviando este dato a la ECM, la cual realiza el clculo del
tiempo de inyeccin, de ignicin y de revoluciones del motor segn la
seal recibida.
Existen 3 diferentes tipos de stos sensores, el tipo ptico, el
inductivo y el tipo de efecto hall.
El de tipo ptico generalmente se encuentra en el distribuidor y
esta constituido por un led, un diodo foto sensor y una placa que
posee ranuras que va rotando, conocindose as la posicin del cigeal
segn de la posicin de estas ranuras.
El chequeo de este tipo de sensor se realiza con la llave del
vehculo en la posicin de encendido y comprobndose el voltaje entre
el terminal de tierra y el terminal de potencia, teniendo que
existir en el cable de seal del sensor CKP una tensin entre 0 y 5
voltios.
Para la comprobacin de sensor y cableado se debe conectar el
conector y medir la onda del cable de la seal cuando se arranca el
motor o bien con ste funcionando.El sensor inductivo est formado
por un magneto permanente y una bobina, funcionando en base a la
interrupcin del campo magntico por el paso de los dientes en la
volanta.
Generalmente este sensor posee 2 cables aunque alguno puede
presentar 3, tratndose en este ltimo caso de un protector coaxial
para impedir interferencias que afecten la seal.
La comprobacin se realiza conecte el conector y midiendo la onda
del cable de seal cuando el motor es arrancado.
El sensor de tipo efecto hall basa su funcionamiento en un
elemento de hall con un semiconductor, haciendo que el elemento sea
activado cuando el flujo magntico cambia, conocindose as la rotacin
del eje gracias el efecto de hall.
Sus terminales corresponden a uno con 12 voltios, otro de 5
voltios de seal y uno destinado a tierra.
Los voltajes en cada terminal con la ignicin en su posicin de
encendido deber estar en 12 voltios, 5 voltios y 0 voltios
respectivamente.
Para su comprobacin debemos conectar el sensor y cableado y
medir la onda del cable de seal durante el arranque del motor o
bien cuando el motor est en funcionamiento.
Capitulo 3 CMP, Sensor de Golpeteo
CMP - Sensor de Posicin de Arbol de Levas
El CMP tiene como objetivo conocer la posicin de el arbol de
levas enviando esta seal a la ECM, la cual comprarando sta con la
seal del sensor de posicin del cigueal puede distinguir entre los
diferentes cilindros realizando la inyeccin de combustible a el
cilindro correcto y gestionando correctamente el tiempo de ignicin
de cada uno de los cilindros.Existen 2 tipos de sensores CMP, el
tipo optico y el tipo Hall IC, teniendo ambos la misma forma de
comprobacin que la descripta para los sensores de posicin del
cigueal.
Sensor de golpeteo
Este sensor esta conformado por un elemento de piezoelectrico,
que chequea la vibracin de el bloque de cilindros enviando esta
seal a la ECM.
La ECM indentifica as la frencuencia recibida y gracias a esto
le es posible controlar el tiempo de la ignicin como as tambin la
cantidad de inyeccin requerida reducir el golpeteo.
Para la comprobacin de el cableado debemos comprobar la
continuidad de los cables, mientras que para la comprobacin debemos
medir la resitencia de ste.
CAPTULO 4 SENSOR FALLO IGNICION, SENSOR OXIGENOSensor de fallo
de ignicin
Ese sensor se encarga de controlar la operacin de la bobina de
ignicin valindose de los cambios de voltaje generados en la bobina
de ignicin primaria.
La bobina primaria es energizada al conducir la ECM potencia
dentro de la bobina, cuando es apagada la energa en bobina primaria
un pico de voltaje es generado en sta, siendo el sensor de fallo de
ignicin el encargado de supervisar ese pico de voltaje como as
tambin la operacin de la bobina.
Este sensor posee 4 terminales, uno de 12 voltios de energa, uno
de tierra, otro de 12 voltios de salida para suministrar energa
hacia la bobina de ignicin y uno de seal.
La comprobacin de este sensor implica chequear el voltaje y la
onda de cada terminal.
Sensor de oxgeno
Este sensor se encuentra en el tubo de escape antes del
convertidor catalizador, reaccionando este sensor al contenido de
aire presente en el sistema de escape, informacin que es usada por
la ECM para controlas la cantidad de aire y combustible usados.
Este sensor posee un elemento de calentador para lograr unos 600
grados centgrados en el sensor, la cual constituye la temperatura
de funcionamiento ptima del sensor de oxgeno, estando su piso de
operacin en los 300 grados. Existen 2 tipos de sensores de oxgeno,
el sensor de oxgeno de Zirconia y el de Titania, el primero genera
un voltaje muy bajo dependiendo de las condiciones de los gases de
escape (de 0.2 para mezcla pobre a 0,8 voltios que indica en cambio
la presencia de una mezcla rica), posee 4 terminales, 2 destinados
al calentador del sensor y los otros para el sensor, uno de seal y
otro de tierra.Sistema de Encendido ElectrnicoPara lograr la
ignicin de la mezcla comprimida en los cilindros el motor de
explosin requiere de un sistema de encendido El sistema
convencional es el llamado encendido tradicional o bien de
platinos, el cual tena desventajas como la limitacin del rgimen
mximo de revoluciones por rebote de platinos, la limitacin de
corriente primaria por la sobrecarga en platinos y el desgaste de
stos.
A lo largo de los aos la tecnologa de motores fue evolucionando
para lograr un mejor rendimiento, un mejor aprovechamiento del
combustible buscando un menor consumo de ste y la disminucin de los
gases de escape contaminantes, llegando los fabricantes a mejorar
as el sistema de encendido reemplazando el sistema de platinos por
el encendido electrnico, el cual posibilita un gran pasaje de
tensin por el circuito primario y adems permite una rpida
conexin/desconexin de la corriente primaria sin rebotes, adems de
ya no tener el problema de desgaste que ofrecan los platinos.
Es necesario notar que a pesar de estos avances los sistemas de
encendido electrnico necesitan de cierto mantenimiento y puesta a
punto para un ptimo rendimiento del motor.En este artculo
analizaremos estos sistemas de encendido electrnico de primera y
segunda generacin.
Cules son los componentes de un sistema de encendido
electrnico?
Los componentes de un sistema de encendido electrnico son la
bobina, el modulo electrnico, el generado de impulsos, el
distribuidor, los cables de alta tensin y las bujas, veamos a
continuacin la funcionalidad de ellos y la interaccin que se da
entre todos.
Comencemos diciendo que para provocar la combustin se requiere
generar producir un salto de chispa entre los electrodos de las
bujas, en un momento en que las condiciones para la generacin de la
chispa no son las adecuadas por la compresin de la mezcla, su
temperatura y la separacin existente entre los electrodos de las
bujas, lo que genera un gran aumento de la resistencia entre los
electrodos de la buja, lo que obliga a que la tensin sea bastante
elevada para lograr que se genere el salto con la chispa.
Por lo tanto, ya vemos aqu la necesidad de uno de los
componentes mencionados anteriormente, la bobina, la cual se
encarga de transformar la baja tensin que proviene de la batera en
una tensin que pueda provocar la ignicin de la mezcla.
La bobina est formada por un ncleo con una serie de lminas de
hierro en la cual se enrolla una bobina de hilo fino con muchas
vueltas a lo que se le denominaarrollamiento secundario.
Por arriba de ste va colocada otra bobina de hilo grueso y con
pocas espiras denominado arrollamiento primario.
Este conjunto se aloja en un recipiente que la mayor parte de
las veces es metlico, en donde se introduce aceite para logar su
refrigeracin, si bien tambin existen otro tipo de bobinas que son
refrigeradas por aire en lugar de aceite.
Mayoritariamente las bobinas tiene 3 puntos de conexin, uno para
el positivo que viene de la llave de contacto, marcado con el nmero
15 o bien con el smbolo de mas (+), otra conexin para la salida del
primario hacia el mdulo electrnico marcada con el nmero 1 o bien
con el smbolo de menos (-) sealndonos que es el negativo de bobina,
y una tercera conexin que es por el cual sale la alta tensin que se
enviar a las buja.
Cmo se logra transformar la baja tensin de la batera en alta
tensin en una bobina?Al pasar una corriente elctrica por el
arrollamiento primario se genera un campo magntico que entra en
contacto con las espiras del arrollamiento secundario.Si la
corriente del arrollamiento primario se detiene de forma inmediata
entonces desaparece el campo magntico generndose en el
arrollamiento secundario la tensin suficiente para generar el salto
de chispa en la buja.
Durante el funcionamiento hemos visto as que se genera un paso
de corriente intermitente a travs de la bobina, esta corriente pasa
el mdulo electrnico siendo entonces ste el que permite el pasaje de
corriente.
Este mdulo, necesita una seal para su funcionamiento para
permitirle en el instante requerido conectar y desconectar el
circuito primario, recibiendo la seal desde el llamado generador de
seales, el cual se encarga de genera la seal de mando que recibir
el mdulo electrnico para conectar y desconectar el circuito
primario.
Podemos encontrarnos con varios tipos diferentes de generadores
aunque solamente dos son los ms utilizados, el llamado generador de
impulsospor inducciny el generador deefecto hall, veamos en detalle
cada uno de ellos.
El generador de impulsospor induccinse encuentra alojado dentro
del distribuidor en el lugar que estara situado los platinos en un
sistema de encendido convencional.Est constituido por unrotory
unestator, siendo el rotor fabricado con material magntico teniendo
tantos dientes como cantidad de cilindros posea el motor.
Elestatoresta constituido por un imn permanente y una bobina
colocados a una placa mvil sobre la que acta el avance por vaco. En
el momento en que el rotor comienza a girar es producida una
variacin entre hierros, entre los dientes del rotor y dientes del
estator, generando una variacin del flujo magntico por la cual se
producir una induccin de tensin alterna en bobinado que ir
creciendo a medida que suba el rgimen de revoluciones.
El generador hall est presente dentro del distribuidor y adems
genera tambin la seal de mando con un procedimiento diferente.
Formado por un tambor que tiene mecanizado unas pantallas que se
corresponden con la lnea de cilindros, teniendo en la parte fija el
semiconductor hall y enfrente un imn permanente presentando un
entrehierro chico donde se movern las pantallas del tambor, formato
todo este conjunto el llamado estator.
El funcionamiento, conocido como efecto hall, est basado en el
aprovechamiento de tensin que aparece en un semiconductor cuando es
afectado por un campo magntico.
Eldistribuidortiene como objetivo distribuir a las bujas la alta
tensin proporcionada por la bobina a los cables en el orden de
encendido correcto.Los cables deben tener caractersticas de
resistencia y aislamiento para ayudar a conseguir las
caractersticas ideales de la alta tensin.
Labujatiene como objetivo producir la chispa elctrica gracias a
la tensin alta recibida para iniciar la combustin de la mezcla en
la cmara de combustin.
Las bujas estn constituidas con un electrodo central, el
electrodo positivo, y un electrodo negativo que est unido al cuerpo
metlico que se mantiene en contacto con la culata. El electrodo
central se encuentra rodeado con un aislante elctrico el cual
determina el grado trmico de las bujas segn sea la longitud de
ste.
Es importante destacar que los motor utilicen las bujas con el
grado trmico ideal segn las caractersticas de funcionamiento del
motor para evitar as fallos en el funcionamiento de ste, por
ejemplo, un motor construido con una alta relacin de compresin
provoca temperaturas muy altas debiendo utilizarse bujas fras que
disipan el calor de forma eficaz manteniendo la temperatura
requerida entre sus electrodos.
Las bujas poseen otras caractersticas como el dimetro, longitud
del casquillo y cantidad de electrodos.
SENSORES
Hay 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:
1.Posicin de la mariposa
2.Presin absoluta en el mltiple de admisin
3.Temperatura del aire de entrada
4.Temperatura del refrigerante del motor
5.Velocidad de rotacin del motor
6.Posicin del distribuidor
7.Cantidad de oxgeno en los gases de escape
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.
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
Estas vistas son solo de carcter ilustrativo, por supuesto que
cada fabricante utiliza sus propias formas y diseos.
Mariposa de aceleracin (viene de carburador)
Al 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 sigueTericamente 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 degasolina inyectada.
Los factores adicionales que influyen en el llenado del cilindro
lo hacen de la manera siguiente
1.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
ms 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.Presin absoluta 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.
Sensores de temperatura
En la inyeccin de gasolina se usan dos sensores para medir
temperatura
1.Sensor de la temperatura del aire de admisin
2.Sensor de la temperatura de motor
Los 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, ms 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 ms 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 UPCSensor de
velocidad del motor
Para que laUPCpueda dosificar con exactitud la cantidad
degasolinaque debeinyectar, debe conocer a qu velocidad gira el
motordebido 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 lacarrera de admisin, razn por la cual entra menos aire.
Es evidente entonces que debe inyectarse menos gasolina para
mantener la mezcla en lasproporciones 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 alguna
En estas dos ltimas situaciones la UPC, teniendo en cuenta las
seales procedentes delsensor de la mariposade aceleracin y del de
la velocidad del motor, puede hacer estas funciones, que adems de
representar estabilidad de trabajo en la primera, representan
economa decombustibley reduccin de la contaminacin producida por el
motor en la segunda.
Sensor de posicin
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.
Sensor de oxgeno
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.
El Generador del Automvil.
Generalidades
El generador es el encargado de producir la electricidad para el
consumo del automvil y para reponer las prdidas de carga en los
acumuladores.
Hasta los comienzos de los aos 1960s se usaba un generador de
corriente directa conocido como dinamo, el que produca directamente
corriente directa para la carga de las bateras de acumuladores. Con
la invencin y desarrollo de los diodos rectificadores, empez a
utilizarse un generador de corriente alterna con diodos
rectificadores incorporados para rectificar la corriente de salida,
conocido como alternador.
Dinamo tpicoAlternador tpico
Este generador casi universalmente est montado como un agregado
del motor y es accionado por este, a travs de correas de goma desde
una polea montada en el cigeal, como se muestra en la imagen
siguiente:
Tpico montaje del generador
Las correas de accionamiento tradicionalmente han sido correas
de seccin en V , como la de la figura anterior, desde hace unos aos
a esta parte se han comenzado a utilizar mayoritariamente las
correas de tipo "serpentina" cuyo nombre surge, debido a que estas
correas "serpentean" abrazando todas las poleas de los agregados
del motor.
Las correas de serpentina son ms planas que las de seccin V y
por tal motivo pueden ser utilizadas sobre poleas de pequeo dimetro
donde las de seccin V acortaran su vida til, debido al excesivo
doblado.
Seccin de una correa de serpentina
Como las dinamos han cado en desuso aqu solo nos ocuparemos de
los alternadores.
Alternador elemental
El funcionamiento del alternador del automvil se basa en el
principio general de induccin de voltaje en un conductor en
movimiento cuando atraviesa un campo magntico igual que cualquier
generador.
Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor,
que es el que crea el campo magntico y el inducido que es el
conductor el cual es atravesado por las lneas de fuerza de dicho
campo.
Figura 1.- Disposicin de elementos en un alternador simple
As, en el alternador mostrado en la Figura 1,el inductor est
constituido por el rotor, dotado de cuatro piezas magnticas cuya
polaridad se indica y el inducido o estator con bobinas de alambre
arrolladas en las zapatas polares .Las cuatro bobinas a-b, c-d, e-f
y g-h, arrolladas sobre piezas dehierro(zapatas polares) se
magnetizan bajo la accin de los imanes del inductor. Dado que el
inductor est girando, el campo magntico que acta sobre las cuatro
piezas de hierro cambia de sentido cuando el rotor gira 90 (se
cambia de polo N a polo S), y su intensidad pasa de un mximo,
cuando estn las piezas enfrentadas como en la figura, a un mnimo
cuando los polos N y S estn equidistantes de las piezas de
hierro.Son estas variaciones de sentido y de intensidad del campo
magntico las que inducirn en las cuatro bobinas una diferencia de
potencial (voltaje) que cambia de valor y de polaridad siguiendo el
ritmo del campo.Lafrecuenciade la corriente alterna que aparece
entre los terminales A-B se obtiene multiplicando el nmero de
vueltas por segundo del inductor por el nmero de pares de polos del
inducido (en nuestro caso 2).El alternador elemental descrito hasta
aqu tiene varios problemas para su uso en el automvil:
El valor del voltaje generado, crece con la velocidad de rotacin
del alternador, por lo tanto no es apropiado para el uso en el
automvil cuyo voltaje nominal de trabajo tiene un valor casi fijo (
6, 12 y 24 Volts).
Su voltaje cambiante de polaridad, no sirve para suministrar
carga a las bateras de acumuladores ni para alimentar los
dispositivos elctricos del automvil que son todos de corriente
directa.Veamos cmo se resuelven estos problemas en el alternador
real.
Alternador real
La figura que sigue muestra un alternador real seccionado, para
mostrar sus partes internas y un alternador desarmado para mostrar
todas sus piezas.
Seccin de un alternador realPiezas de un Alternador
En el alternador real, el rotor est formado por dos piezas
dentadas que se montan sobre el eje de rotacin con ajuste a presin
por lo que girarn con l. Estas piezas dentadas abrazan una bobina
central que se alimenta con electricidad desde el sistema a travs
de las escobillas. Las escobillas se deslizan sobre anillos
colectores y conducen la electricidad de excitacin a la bobina
central formando un potente electroimn. Este electroimn convierte
los "dedos" de las tapas dentadas del rotor en imanes de polaridad
permutada (uno N y el que le sigue S).Si se regula la corriente que
circula por las escobillas a la bobina central se cambiar la
potencia del imantado de la bobina y con ello la de los dedos que
funcionan como zapatas polares, generando mayor o menor voltaje de
salida.Un dispositivo electrnico, sensa el voltaje de salida y
regula esta corriente de manera automtica manteniendo el valor del
voltaje de salida en un valor constante con independencia de la
velocidad de rotacin. Este dispositivo regulador se conoce como
regulador de voltajey en la gran mayora de los alternadores est
incorporado como una pieza dentro del propio alternador.El voltaje
regulado inducido en las bobinas de estator, se conduce a un juego
de diodos que se encargan de rectificarlo y as obtener un voltaje,
que adems de constante es de polaridad fija.La corriente de
excitacin a la bobina del rotor se establece desde la batera de
acumuladores del vehculo a travs del interruptor de encendido, de
forma tal que cuando se acciona este interruptor para poner en
marcha el vehculo, se conecta la corriente de excitacin al
alternador, y as est listo a recargar las bateras tan pronto como
el motor se ponga en marcha. Esta corriente aunque pequea (unos 2
Amp) terminar descargando la batera si no se tiene el cuidado de
cerrar el interruptor de encendido cuando se abre para pruebas o
cuando el motor se detiene por alguna avera.Como los diodos del
alternador conducen la electricidad en una direccin, resultarn
averiados por sobre-corriente o se descargar rpidamente la batera,
si se conectan los terminales de ella invertidos, se notar que se
producen chispas potentes al hacer la conexin en tal caso.
El regulador de voltage del alternador es un elemento
asemiconductoressensible, no es recomendable mantener el motor en
funcionamiento con la batera desconectada ya que puede
averiarse.
Causas de fallo
En un alternador solo hay una pieza en movimiento, el rotor,
este est montado en cojinetes de bolas (uno en cada extremo) y
tiene acoplado en el eje de salida la polea de donde recibir el
movimiento desde el motor a travs de la correa.Otra parte
vulnerable del alternador son las escobillas de deslizamiento, como
funcionan deslizndose sobre los anillos colectores transmitiendo la
corriente al rotor, es natural que se desgasten con el uso.El resto
de las piezas tienen "tericamente" una vida ilimitada (o
extremadamente larga) y rara vez son causa de fallo del
alternador.Por este motivo la reparacin del alternador en caso de
fallo, puede ser ejecutado por cualquiera, ya que en la inmensa
mayora de los casos se limita a la sustitucin de las escobillas,
elemento con un 5-10% del valor de un nuevo alternador. Estas
escobillas en muchos casos pueden sustituirse incluso, sin
desmontar el alternador del coche.Un caso menos frecuente es la
rotura de los cojinetes de bolas, para esto hay que separar las
tapas de la carcasa y sustituirlos. Los cojinetes de bolas tienen
en general una larga vida.Solo son necesarias unas pocas
herramientas para hacer la reparacin, siendo en algunas ocasiones
lo ms difcil la extraccin de la polea.
Sistema de iluminacin
Cada vez es ms frecuente la utilizacin de circuitos electrnicos
de control en el sistema de iluminacin delautomvil, 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.En la figura 3 se muestra un esquema de un sistema de
iluminacin tpico de automvil.
Todos estos circuitos se alimentan a travs de fusibles para
evitar sobrecalentamiento de los cables en caso de posible
corto-circuito.
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 reversa4Iluminar la cabina5Encender las luces
de carretera6Encender las luces de ciudad7Poner a funcionar las
luces de va8Encender las luces de cola al frenarAunque 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.Figura 1
1.-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.-interruptorde 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 frenos16.-Luces de ciudad y tablero de
instrumentos 18.-Luces de va a la izquierda
Lmparas
Las 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 camino
En 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 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 se
muestra el principio de funcionamiento de estos focos.Punto
luminoso en el foco de la parbolaFigura 2
Punto luminoso por delante del foco de la parbolaFigura 3
Superficie reflectora debajo del punto luminosoFigura 4
Figura 5Para 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.Si 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.
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 estndar
2. De filamento incandescente en atmsfera de halgeno.
3. De arco elctrico en atmsfera de gas xenn.
Bulbo incandescente estndar
Losbulbos incandescentesestndares 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.
Bulbo incandescente halgenoEste tipo de bulboincandescente
halgenoha 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.
Bulbo de arco elctrico de xenn
Estosbulbos de arcoson sumamente brillantes debido a que la
iluminacin la produce un arco elctrico en el interior del bulbo
relleno con gasxenn, 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.Figura 6
Figura 7
Lmparas de posicin y sealizacin
Como 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 ms 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
Festoon
Abajo en la figura 8 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.Figura 8
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 ms chicas. Adems se encuentran con
frecuencia los que se muestran en la 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.
Sistema de enfriamiento
Cuando el motor de combustin funciona, solo una parte de
laenerga calorficadel combustible se convierte en trabajo mecnico a
la salida del cigeal, el resto se pierde en calor. Una parte del
calor perdido sale en los gases de escape pero otra se transfiere a
las paredes del cilindro, a la culata o tapa y a los pistones, por
lo que latemperaturade trabajo de estas piezas se incrementa
notablemente y ser necesario refrigerarlos para mantener este
incremento dentro de lmites seguros que no los afecten. Adems las
prdidas por rozamiento calientan las piezas en movimiento,
especialmente las rpidas, como cojinetes de biela y puntos de apoyo
del cigeal.
Para refrigerar las piezas involucradas se usan dos vas: El
aceite lubricante para las piezas en movimiento y la cabeza de los
pistones. Un sistema especialmente construido que usa un fluido en
movimiento para refrigerar camisas de cilindros y culata. Este
fluido puede ser aire, o lquido.
La funcin refrigerante del aceite lubricante se tratar cuando se
describa el sistema de lubricacin, ahora nos ocuparemos del sistema
de enfriamiento por fluido.Temperatura del motorEl motor no debe
trabajar demasiado fro, ni demasiado caliente, mltiples estudios
realizados desde hace muchos aos demuestran que hay cierta
temperatura ptima de trabajo para la cual el rendimiento del motor
es bueno y su durabilidad mayor.
Existen un grupo de factores relacionados con esto, veamos:
Dimensiones de las piezas:La inmensa mayora de las piezas sometidas
a cargas en el motor son metlicas, y estos se dilatan con el
incremento de la temperatura. Esta condicin exige que entre todas
las partes con movimiento relativo, exista una holgura que permita
la dilatacin sin que se produzca fuerte rozamiento, o atrancamiento
de la unin cuando se calienten durante el trabajo despus de un
arranque fro. Estas holguras se establecen por los fabricantes de
manera que sean ptimas cuando elmotortrabaja a la temperatura ptima
de funcionamiento, en este sentido la hermeticidad entre los
anillos de pistn y los cilindros, cojinetes de biela y de puntos de
apoyo de cigeal etc. se optimizan, elevando el rendimiento del
motor y reduciendo las prdidas por rozamiento y el desgaste entre
las partes con movimiento relativo. Viscosidad del lubricante:Los
lubricantes generalmente sonaceitesderivados delpetrleocon ciertos
aditivos, estos aceites disminuyen su viscosidad a medida que se
calientan, durante el arranque fro el lubricante est muy viscoso y
aunque garantiza una lubricacin suficiente de las piezas en
movimiento, produce mayores resistencias al movimiento que cuando
est caliente y fluido. Esta resistencia adicional reduce el
rendimiento del motor y empeora la funcin lubricante y por lo tanto
aumenta el desgaste. La temperatura del aceite tiene un lmite, si
se calienta ms, la viscosidad se reduce en demasa y perjudica la
lubricacin, adems de que se oxida y deteriora ms rpido.
Prdidas de calor:La transferencia de calor entre dos medios a
diferente temperatura depende (adems de otras cosas) de la
diferencia de temperatura entre los medios. Cuando el motor est
fro, las prdidas de calor desde los gases de la combustin a las
paredes del cilindro y a la culata son muchos mayores que cuando
estas piezas estn calientes. Un motor trabajando fro por tanto
tiene menor rendimiento mecnico que uno caliente. Desde este punto
de vista mientras ms caliente mejor, pero un incremento indefinido
de esta temperatura puede poner en peligro la estabilidad de los
materiales de las piezas involucradas y har que el aceite se
deteriore rpidamente al caer en superficies muy calientes.
Del cumplimento de estas exigencias surge la primera condicin
que debe cumplir el sistema de enfriamiento: Condicin 1:El sistema
de enfriamiento debe mantener estable la temperatura del motor
entre ciertos lmites en todo el rango de trabajo de este.Consumo de
potencia
La potencia utilizada por el sistema de refrigeracin en su
objetivo de eliminar el calor sobrante de las piezas del motor,
forma parte de las prdidas internas de funcionamiento del motor y
se deduce de la energa final disponible en las ruedas del vehculo,
lo deseable es que estas prdidas sean lo menor posible. Un sistema
sobre dimensionado resultar muy seguro teniendo en cuenta la
ineficiencia creciente con el uso y las posibilidades de
mantenimiento inadecuado por parte del conductor, pero al mismo
tiempo produce mayores consumos de potencia afectando el
rendimiento.La potencia consumida para hacer circular de manera
forzada un fluido, est en relacin directa con su viscosidad por lo
que un agente muy fluido es deseable para poco gasto en este
sentido. De aqu la segunda condicin: Condicin 2:El sistema de
enfriamiento debe cumplimentar de manera eficiente el compromiso
entre seguridad de funcionamiento y su consumo de potencia,
garantizando un enfriamiento seguro con el mnimo consumo de
esta.Interaccin con las piezas
El medio utilizado para extraer el calor sobrante de las piezas
del motor como ya hemos mencionado puede ser aire o un lquido. En
el caso del aire y debido a la naturaleza de este, la interaccin
con las piezas refrigeradas no es agresiva, pero cuando se usa un
lquido hay que tener en cuenta que este no debe presentar motivo de
fallo para las piezas refrigeradas, generalmente metlicas, y con
las cuales tiene contacto ntimo. De este requisito surge la tercera
condicin: Condicin 3:El medio refrigerante utilizado en el sistema
no debe ser corrosivo para los metales que se usan en las partes
del motor con las que tendr contacto.Estabilidad
Un motor moderno actual puede trabajar durante mucho tiempo sin
fallo, y adems hacerlo en condiciones ambientales a muy bajas
temperaturas en las zonas fras del planeta, tanto en funcionamiento
como en reposo con el motor detenido.Salta a la vista entonces que
nuestro agente refrigerante debe cumplir una cuarta condicin:
Condicin 4:Ser estable al paso del tiempo sin reponerse, aun en las
condiciones de alta temperatura de trabajo, y adems mantenerse
operante en las condiciones ms fras durante el arranque del
motor.Sealizacin de avera
Es vital para el motor mantenerse trabajando por debajo de
cierta temperatura crtica a partir de la cual se reduce
notablemente su durabilidad y hasta incluso, se puede producir una
grave avera que incluye la prdida de operatividad definitiva, por
tal motivo debe cumplirse una quinta condicin: Condicin 5:El
sistema de enfriamiento debe estar dotado de un modo claro y
prctico de informar al operador en todo momento cuando hay un fallo
en el sistema y as evitar la avera del motor.Componentes del
sistema
Con el conocimiento previo podemos ahora ver cules son los
componentes bsicos de un sistema de enfriamiento.Enfriamiento por
lquidoEn la figura 1 se muestra un diagrama donde estn
representados esquemticamente los componentes de un sistema de
refrigeracin por lquido. Se ha supuesto un volumen que representa
la zona caliente y de donde hay que extraer el calor.Observe que el
sistema funciona como un ciclo cerrado donde el lquido refrigerante
se recircula constantemente por una camisa que rodea la zona
caliente para enfriarla.
El lquido es movido por una bomba que se acciona desde el motor
de manera que siempre que este funcione, la bomba hace circular el
lquido al sistema, una vlvula de control de flujo cuya apertura
depende de la temperatura, restringe el flujo de refrigerante en
mayor o menor medida de acuerdo a esta, y as garantizar una
temperatura temostatada en el agua que sale del motor y con ello su
temperatura de trabajo. Esta vlvula se conoce comotermostato.
Elrefrigerantecaliente procedente del motor se hace circular por
un intercambiador de calor dotado de mltiples tubos con aletas,
conocido comoradiador, por el que se hace circular un flujo de aire
externo representado con flechas azules para enfriarlo.Una hlice
accionada elctricamente o bien desde el motor a travs de unembrague
trmicoinduce el flujo de aire para el funcionamiento del
intercambiador de calor.
Por ltimo un sensor especial alimenta el indicador al conductor,
que puede ser una seal luminosa de alarma o un aparato indicador de
la temperatura o ambos. El aparato indicador de la temperatura
generalmente es untermmetro de termo resistencia.Como el sistema
est completamente lleno con agua y esta se dilata y contrae al
calentarse y enfriarse, el sistema est provisto de una vlvula de
seguridad de presin calibrada, que se abre y cierra por la propia
presin. El trasiego del volumen sobrante se hace a un recipiente
aparte que a la vez sirve de reserva. Esta vlvula no est
representada en la figura y casi siempre es la propiatapa del
radiador, y por donde adems, se llena todo el sistema con
refrigerante.Figura 1
En la figura 2 se muestra un esquema ms real del sistema de
refrigeracin por lquido. Observe la existencia del tanque de
reserva de refrigerante y como este est conectado al radiador a
travs de un conducto donde la propia tapa del radiador opera como
vlvula de apertura.
Figura 2
Enfriamiento por aireEl esquema de la figura 2 sirve para
ilustrar un diagrama simplificado de un sistema de enfriamiento por
aire que pudiera ser utilizado en un automvil.
Una hlice radial movida desde el cigeal del motor a travs de una
correa, est ubicada dentro de un cuerpo de forma adecuada para
dirigir el flujo de aire hacia la camisa del cilindro que es la
parte a refrigerar. El dimetro de la hlice as como la relacin de
transmisin entre las poleas estn bien elaborados para garantizar la
cantidad de aire necesario. La camisa del cilindro est dotada de
aletas para aumentar la superficie de transferencia de calor con el
aire y as mejorar el enfriamiento.
Un termostato, que puede ser mecnico o electro-mecnico, regula
la apertura de la compuerta de salida de acuerdo a la temperatura
del aire procedente de la camisa para mantener el motor a la
temperatura ptima.
Este mecanismo es en cierto modo auto compensado, ya que a
medida que crece la velocidad del motor y se producen ms ciclos de
combustin, automticamente se genera ms aire de enfriamiento debido
al propio aumento de la velocidad de rotacin de la hlice que est
acoplada al cigeal.
En la mayor parte de las aplicaciones la correa que mueve la
hlice tambin mueve otros agregados del motor como el alternador, el
fallo de la correa puede encender una alarma luminosa al conductor
en caso de fallo debido a la falta de servicio de alguno de los
otros agregados, y por lo tanto, en ocasiones el indicador de
temperatura del motor no existe en el tablero.