INTRODUCION
La aplicación de la electricidad al automóvil es tal, que en la actualidad están provistos de un gran número de aparatos cuyo funcionamiento se produce gracias a la transformación de la energía eléctrica (mecánica, calorífica, química, etc.), empleándose componentes de los mas variados tipos, que realizan las funciones mas diversas, en beneficios de una mayor seguridad en los vehículos y mejor confort de los pasajeros.
Comenzando por los mas esenciales como la batería, el motor de arranque, el alternador o generador, etc., hasta finalizar por los mas sofisticados, como el ordenados abordo o mas conocido como E.C.U (Unidad de Control de Motor). Los componentes eléctricos de un automóvil aumentan día a día haciendo cada vez más compleja su instalación eléctrica.
Sistema de encendido
Cuando se habla de sistema de encendido generalmente nos referimos al sistema necesario e independiente capaz de producir el encendido de la mezcla de combustible y aire dentro del cilindro en los motores de gasolina o LPG, conocidos también como motores de encendido por chispa, ya que en el motor Diesel la propia naturaleza de la formación de la mezcla produce su auto-encendido.
En los motores de gasolina resulta necesario producir una chispa entre dos electrodos separados en el interior del cilindro en el momento justo y con la potencia necesaria para iniciar la combustión.
Bateria
Se denomina batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente, mediante lo que se denomina proceso de carga.
Interruptor
Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.
EQUIPO ELÉCTRICO DEL AUTOMOVIL
Para el buen funcionamiento del conjunto eléctrico del automóvil son necesarios una serie de sistemas eléctricos que cumplan con misiones muy concretas y específicas.
Uno de los sistemas eléctricos necesario para el funcionamiento en los motores de explosión es el sistema de encendido. Ahora bien, hay otros sistemas necesarios para el correcto funcionamiento del automóvil. Estos sistemas son:
o Batería.
o Sistema de carga.
o Sistema de arranque.
o Sistema de iluminación.
o Sistema de control.
o Complementos eléctricos.
Todos estos sistemas, además de estar en función de las necesidades existentes en cada momento, deben cumplir con la Ley sobre Tráfico Circulación de Vehículos a Motor y Seguridad Vial.
SISTEMA DE ARRANQUE
Cuando se diseño y construyó el primer motor de combustión interna a gasolina, uno de os problemas que tuvo que, fue dar el primer impulso para conseguir el primer tiempo vivo. La solución se encontró en usar una manivela, dando movimiento a mano hasta encontrar el punto preciso para conseguir el primer impulso o chipazo que inicie el funcionamiento del motor.
Este primer problema se superó con la construcción y uso del motor de marcha (arranque), accionado mecánicamente con un contacto en el piso, a manera de botón que en si era el puente para conectar el circuito eléctrico que moviera el arrancador y a su vez movía el cigüeñal y era posible encontrar con facilidad el primer impulso de inicio de funcionamiento del motor, de esta manera se deja de usar la manivela de arranque. Actualmente se tiene un arrancador moderno con mando magnético accionado por un botón en el tablero o un contacto de retorno automático en la llave de encendido o llave de contacto.
El motor eléctrico
El motor de arranque es un motor de corriente directa tipo shunt especialmente diseñado para tener una gran fuerza de torque con un tamaño reducido, capaz de hacer girar el motor de combustión interna. Esta capacidad se logra a expensas de sobrecargar eléctricamente las partes constituyentes ya que el tiempo de funcionamiento es muy breve, por tal motivo no debe mantenerse en acción 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 combustión), de manera tal que también la batería funciona en un régimen muy severo durante este proceso. Debido a estas razones es muy recomendable, cuando se intenta arrancar un motor "perezoso" usar varios intentos de corta duración (unos 10 segundos), en lugar de un solo intento de larga duración.
En la vista puede diferenciarse el relé así como los grandes tornillos de conexión para los cables procedentes de la batería.
Distribuidor
El distribuidor es un elemento del sistema de encendido en los motores de ciclo Otto (motores de gasolina, etanol y gas) que envía la corriente eléctrica de alto voltaje, procedente de la bobina de encendido, mediante un dedo o rotor giratorio en el orden requerido por el ciclo de encendido de cada uno de los cilindros hasta lasbujías de cada uno de ellos.
Esta corriente convertida en chispa al llegar al electrodo de la bujía produce la combustión de la mezcla que se encuentra comprimida dentro del cilindro al final de la carrera de compresión, haciendo subir la presión en la cámara, empujando al pistón, hacia fuera, produciendo un trabajo útil transmitido a la biela y luego alcigueñal. Esta es la carrera de expansión o de explosión.
El primer distribuidor lo realizó la empresa Delco, del grupo automotor General Motors. Hoy en día por motivos de fiabilidad en el funcionamiento ha dejado de montarse, dando lugar a los encendidos de tipo "Estático", DISo de bobina individual.
Bobina del encendido
La bobina del encendido es un dispositivo de inducción electromagnética o inductor, que forma parte del encendido de un motor de combustión interna alternativo de ciclo Otto o Wankel, que cumple con la función de elevar el voltaje normal de a bordo (6, 12 o 24 V, según los casos) en un valor unas 1000 veces mayor con objeto de lograr el arco eléctrico o chispa en la bujía, para permitir la inflamación de la mezcla aire/combustible en la cámara de combustión.
Funcionamiento
La interrupción cíclica del primario está sincronizada con el motor, una vez cada giro en el dos tiempos (2T) o una cada dos giros en el cuatro tiempos (4T); aunque existen sistemas de 4T en motores de más de un cilindro, con chispa en cada revolución (Sistema de chispa perdida o DIS) Dicha interrupción era antiguamente mecánica gracias al ruptor o platinos, y hoy día se realiza mediante un circuito electrónico, siendo un transistor de potencia que depende de un controlador asociado al régimen del motor gracias a un sensor de régimen .
Bujía
La bujía es el elemento que produce el encendido de la mezcla de combustible y aire en los cilindros, mediante una chispa, en un motor de combustión interna de encendido provocado (MEP), tanto alternativo de ciclo Ottocomo Wankel. Su correcto funcionamiento es crucial para el buen desarrollo del proceso de combustión/expansión del ciclo Otto, ya sea de 2 tiempos (2T) como de cuatro (4T) y pertenece al sistema de encendido del motor.
Funcionamiento
La bujía tiene dos funciones primarias:Inflamar la mezcla de aire y combustible;
Disipar el calor generado en la cámara de combustión hacia el sistema de refrigeración del motor (rango térmico).
Transmisión del calor de la bujía a la culata: izquierda bujía de grado térmico elevado, derecha grado térmico bajo.
La bujía participa en el inicio de la tercera fase (combustión-expansión) delciclo de cuatro tiempos.
Una bujía debe tener las siguientes características:
Estanca a la presión: a pesar de las distintas condiciones de funcionamiento no debe permitir el paso de gases desde el interior del cilindro al exterior del mismo.
Resistencia del material aislante a los esfuerzos térmicos, mecánicos y eléctricos: no debe ser atacado por los hidrocarburos y los ácidos que se forman durante la combustión. Debe mantenerse sus propiedades de aislamiento eléctrico sin partirse por las exigencias mecánicas.
Adecuada graduación térmica: para asegurar a la bujía un funcionamiento correcto, la temperatura de la misma parte situada debe oscilar entre 500 y 600 °C. La forma de la bujía y más concretamente la longitud del aislante central cerámico, darán la capacidad de transmisión de calor a la culata, lo cual determinará la temperatura estable de funcionamiento.
Las bujías convierten la energía eléctrica generada por la bobina del encendido en un arco eléctrico, el cual a su vez permite que la mezcla de aire y combustible se expanda rápidamente generando trabajo mecánico que se transmite al pistón o émbolo rotatorio (Wankel). Para ello hay que suministrar un voltaje suficientemente elevado a la bujía, por parte del sistema de encendidodel motor para que se produzca la chispa, al menos de 5.000 V. Esta función de elevación del voltaje se hace por autoinducción en la bobina de alta tensión.
La temperatura de la punta de encendido de la bujía debe de encontrarse lo suficientemente baja como para prevenir la pre-ignición o detonación, pero lo suficientemente alta como para prevenir la carbonización. Esto es llamado «rendimiento térmico», y es determinado por el rango térmico de la bujía. Es importante tener esto presente, porque según el tipo de motor, especialmente el número de veces que se produce la chispa en la unidad de tiempo (régimen motor) nos va a determinar la temperatura de funcionamiento. La bujía trabaja como un intercambiador de calorsacando energía térmica de la cámara de combustión, y transfiriendo el calor fuera de la cámara de combustión hacia la culata, y de ahí al sistema de refrigeración del motor. El rango térmico está definido como la capacidad de una bujía para disipar el calor.
La tasa de transferencia de calor se determina por:
La profundidad del aislador;
Flujo de gases frescos alrededor de la bujía;
La construcción/materiales del electrodo central y el aislante de porcelana.
Condensador eléctrico
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como capaz de almacenar la energía eléctrica que recibe durante la carga, a la vez que la cede de igual forma durante la descarga.
Sistema de arranque
El sistema de arranque tiene por finalidad de dar manivela al cigüeñal del motor para conseguir el primer impulso vivo o primer tiempo de expansión o fuerza que inicie su funcionamiento.El arrancador consume gran cantidad de corriente al transformarla en energías mecánica para dar movimiento al cigüeñal y vencer la enorme resistencia que opone la mezcla al comprimirse en al cámara de combustión.
Una batería completamente cargada puede quedar descargada en pocos minutos al accionar por mucho tiempo el interruptor del sistema de arranque, se calcula que el arrancador tiene un consumo de 400 a 500 amperios de corriente y entones nos formamos una idea de que una batería puede quedar completamente descargada en poco tiempo, por eso no es recomendable abusar en el accionamiento del interruptor de arranque.
EL SISTEMA ELECTRICO DEL AUTOMOVIL
Encontramos básicamente los siguientes circuitos electricos:Circuito de produccion y almacenamiento de energia.
Circuito de encendido del motor.
Circuito de arranque del motor. Es un motor electrico alimentado por bateria que accionamos mediante la llave de contacto.
Circuito de iluminacion. Se compone de todas las luces del vehiculo, radio, y engeneral, aquello que consuma electricidad para su funcionamiento. Se alimenta desde la bateria.
CIRCUITO DE PRODUCCION Y ALMACENAMIENTO:
Este circuito esta compuesto por un generador que puede ser una DINAMO en los coches mas antiguos que seria la encargada de producir corriente continua o u alternador que produce corriente alterna y la transforma en continua.
La corriente se produce cuando el motor en marcha mediante una correa trapezoidal mueve el generador. Un regulador limita la tension y la intensidad de la corriente en general.
La corriente producida llega a la bateria del vehiculo. Esta esta compuesta normalmente por seis vasos en los que encontramos:
Un haz de placas positivas intercaladas con otro de placas negativas.
Separadores que aislan los dos tipos de placas
Electrolito (líquido) que cubre las placas.
Cada vaso genera en torno a los 2 voltios de tension. Conectados como están en serie, general una tension total de 12 voltios que es la de funcionamiento del vehiculo.
De las placas positivas, sale un borne o polo positivo hacia el circuito exterior y de las placas negativas un borne o polo negativo
La Bateria debe tener suficiente electricidad almacenada para poder arrancar el motor y alimentar los circuitos necesarios en caso de parada del motor o encontrarse esta girando a bajas revoluciones.
Mantenga la bateria de su vehiculo:
Seca.
Bien sujeta.
Sin oxido en los bornes (con vaselina o grasa que evitan la sulfatación).
Con el nivel del alectrolito (liquido mezcla de acido sulfurico y agua destilada) al menos un centimetro por encima de las placas añadiendo agua destilada solamente.
Las baterias de bajo mantenimiento requieren una vigilancia relajada (cada 6 meses) del nivel del electrolito.
Las baterias sin mantenimiento no deben perder liquido, por lo que esta vigilancia no es necesaria.
Cuando sustituya o desconecte una bateria, primero quite el cable negativo y luego el positivo. Al conectar haga lo contrario, primero conecte el positivo y luego el negativo.
CIRCUITO DE ENCENDIDO:
EL Circuito de Encendido, dispone de los siguientes elementos:
Bateria: Que siministra la corriente de baja tension (12 voltios normalmente) para el funcionamiento general de lusces y aparatos.Bobina: Que transforma la corriente de baja tension (12 voltios) en corriente de alta tension (hasta 20.000 voltios).Distribuidor: que transporta la corriente de alta tension a las bujias. Bujias: Se encuentra en la cámara de explosion o combustion del motor y produce el salto de chispa que explosiona o quema el combustible.
Es fundamental una buena puesta apunto del circuito de encendido para aprovechar bien el combustible.
Este puesta apunto sicroniza adecuadamente el propio sistema de encendico con el sistema de distribución encargado de abrir y cerrar las valvulas y con el movimiento de los pistones.
Deberemos limpiar y ajustar las bujias cada 10.000 kilometros aproximadamente o cuando nos lo recomiende su fabricante. Alos 20.000 kilometro hay que sustituirlas por unas nuevas.
Los cables de las bujias sufren deterioro con el tiempo y tambien es conveniente cambiarlos cuando estos se observen.
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