SISTEMAS DE ENERGIA AUTOMOTRIZ
Introducción
Las industrias automotrices producen vehículos cada vez más cómodos y seguros. Los procesos de arranque y alimentación también evolucionaron. Con eso mayor cantidad de accesorios eléctricos son incorporados a los vehículos, como: levantadores de vidrio, cerraduras centrales, accionadores de silla, aire acondicionado, dirección eléctrica, faros de largo alcance y muchos otros equipos que necesitan energía eléctrica para funcionar.Cuanto más equipos eléctricos mayor es el consumo de energía eléctrica. Para atender a esta creciente demanda, Bosch ofrece alternadores compactos, alta potencia para las más diversas aplicaciones para vehículos livianos y comerciales.
Conozca un poco más sobre cada uno de los componentes del sistema eléctrico del vehículo, responsables de la generación de energía y del torque inicial del arranque.
Demanda de potencia de los consumidores de corriente en el vehículo (valores medios)
Generación de corriente en el vehículo
Alternador
Los alternadores Bosch son producidos con materiales livianos y de alta tecnología. Compactos y con mayor capacidad de generación de energía. Excelente desempeño y gran durabilidad, de acuerdo con los más rigurosos estándares de calidad exigidos por las ensambladoras. Suministran energía eléctrica necesaria para el vehículo cuando está en funcionamiento, permitiendo poner en acción equipos de confort, como motor levantador de vidrio y equipos de seguridad.Excelente también, para la alimentación eléctrica del motor de arranque, sistemas de encendido e inyección.
Es la central eléctrica del vehículo. Accionado por el motor del vehículo a través de una correa, el alternador transforma la energía mecánica (giro) en energía eléctrica necesaria para cargar la batería y alimentar los consumidores como los sistemas de encendido, inyección y los demás equipos eléctricos.
Identificación de los alternadores
La capacidad de cada alternador está indicada en una “placa de identificación” metálica, fijada o grabada en la carcasa, donde se indica el número del alternador y sus características.La identificación de los alternadores se divide en dos generaciones.
Primera generación
Existente hasta el año 1985.
Segunda generación
Utilizado después del año 1985.
Componentes principales
Rotor Componentes principales
La cantidad de vueltas del alambre y el diámetro, cambian de acuerdo con la capacidad de cada alternador, con un promedio de 500 vueltas.
La fábrica Bosch cuando produce el rotor, elige el alambre adecuado a su capacidad, lo enrolla en máquinas de última generación, prensa las garras, y finalmente lo balancea en una balanceadora estroboscópica para eliminar posibles diferencias de material, teniendo en cuenta que hay casos de rotores que giran hasta 20.000 revoluciones por minuto, y un desbalanceo provocaría trepidaciones/vibraciones que podrían dañar los rodamientos y la carcasa.
Rotores reformados o reacondicionados
Por desconocimiento, y falsa impresión de economía, muchos mecánicos electricistas prefieren utilizar los rotores reformados, que poseen innumerables desventajas:
Desbalanceo
Cuando se desarma un rotor con averías para retirar los alambres de cobre que están quemados, y reemplazarlos por nuevos, se necesita retirar las dos garras. Cuando se vuelve a reinstalar las garras, difícilmente ellas volverán a la posición original, produciendo entonces el desbalanceo, que podrá dañar los rodamientos y la carcasa.
Medida de los alambres (cables)
Los alambres de cobre son de medidas especiales para la fábrica Bosch. Si el tallerista rebobinador busca en el mercado un cable con las mismas dimensiones, difícilmente lo encontrará. Utilizando cables de medidas diferentes del original, la corriente producida será menor, ocasionando la descarga de la batería.
Aislamiento defectuoso
El rotor después de acabado y antes del examen final, recibe baño de barniz especial que sirve para evitar la oxidación y resiste a altas temperaturas. Cuando se desarma el rotor, la aislación se destruye, provocando la oxidación, disminuyendo la vida del componente.
Valores de resistencia de los rotores
Las diferencias entre los rotores no son solamente en la forma física, sino también eléctrica, debido a la variación en la cantidad de espiras, y el grosor del alambre, varía también la resistencia eléctrica del bobinado, que se mide con el ohmiómetro, y el valor se indica en ohmios (Ω).
Valores de resistencia de los rotores (cont.)
Estator
En estas bobinas se produce (genera) la corriente que carga la batería. La corriente producida es el resultado del campo magnético del rotor y la rotación.
Bosch utiliza tecnología de punta para el bobinado y aislamiento del conjunto que constituye el estator. Así garantizamos la mejor calidad en la producción de corriente y alta durabilidad del estator.
Valores de resistencia de los estatores
Los estatores también son diferentes. La diferencia es en los bobinados, que producen diferentes potencias (corriente).Aparentemente iguales, pero con valores de resistencias diferentes. Es importante medirlos.
Rodamiento
Los rodamientos posibilitan que los alternadores alcancen elevadas rotaciones, hasta 20.000 rpm, con la menor fricción posible. Son instalados en las extremidades del eje del rotor, inducido y tapas.
Conjunto rectificador
La corriente generada por el alternador es alterna, pero esta corriente no sirve para cargar la batería. Entonces se utiliza el conjunto rectificador (diodos) que transforma la corriente alterna en continua, que carga la batería.En los nuevos conjuntos rectificadores, los diodos normales fueron reemplazados por diodos Zener, que disminuyen los picos de tensión (punta aguda de tensión) que ocurren en el alternador, proporcionando más protección para los componentes (accesorios) electrónicos del vehículo, como: módulo de comando de la inyección electrónica de combustible, computadora de abordo, y otros más.
Regulador de tensión
A través de los contactos de los carbones con el colector, el regulador verifica y regula la tensión del alternador, adecuando los niveles de tensión y corriente a las condiciones ideales para el buen funcionamiento.La tensión necesaria para la producción de corriente debe estar de acuerdo con el sistema eléctrico del alternador, si no todo el sistema se puede damnificar. Para garantizar el buen funcionamiento del sistema eléctrico, Bosch ofrece diversas tecnologías de control de tensión y corriente.
Es importante observar que siempre se graba en el regulador la tensión que debe controlar: 14 o 28 voltios.
Regulador Multifunción
Además de la función básica de regulación de tensión, el regulador multifunción posee dispositivos que garantizan el buen funcionamiento e integración del sistema de electrónica embarcada de los vehículos más modernos.
Regulador Multifunción
1. Comando electrónico Evita picos de tensión producidos por el alternador. La falla o falta de este dispositivo causa: E ruidos eléctricos y magnéticos E desbalanceo eléctrico E quema de conectores, relés y cableados E secado de la batería E daño en el alternador E interferencia en los demás equipos eléctricos del vehículo
2. Control electrónico de carga en el arranque - LRS Este dispositivo garantiza arranques siempre seguros. El regulador multifunción realiza preanálisis de fallas e informa, por el tablero del vehículo, si hay algún desequilibrio en el sistema eléctrico. Él reduce el torque en el inicio del funcionamiento proporcionando más comodidad a los pasajeros. La falla o falta de este dispositivo causa: E mayor dificultad y más tiempo para el arranque del motor E descarga de la batería provocando su desgaste prematuro E desgaste o quema del motor de arranque
3. Sensor de carga de la batería Evalúa la tensión directamente en la batería, compensando las caídas de tensión en los cableados y conectores. Garantiza que la batería esté siempre cargada.
4. Modo de operación de seguridad El regulador multifunción es capaz de garantizar la función de generación de energía del alternador incluso si el cableado del regulador se rompe o se desconecta.
6. Protección térmica – control electrónico de la temperatura x tensión regulada El regulador multifunción posee un sistema de protección que preserva el alternador y demás componentes en caso de sobrecalentamiento. La falla o falta de este dispositivo causa: E falla en el alternador e incluso su quema E quema del rectificador, rotor y estator E pérdida de la regulación de tensión E reducción en la vida útil de la batería pudiendo incluso causar escape de ácido
Polea de acción libre
Los alternadores compactos Bosch utilizados en vehículos más modernos trabajan integrados con el sistema de inyección electrónica, por medio del regulador multifunción.En esos nuevos alternadores, la polea de acción libre funciona como dispositivo de seguridad de todos los componentes eléctricos.
Está indicada para motores Diesel y con alto momento de inercia, por tener mayor torque y absorber el contragolpe/contragiro de estos motores durante el arranque.
La polea de acción libre funciona como un “molinete”, impidiendo rotaciones inversas en el eje del alternador, lo que causaría sobrecarga. Eso impide vibraciones y tensiones elevadas en la correa y tensador, que podrían sobrecargar el sistema de regulación de tensión eléctrica.
Ventajas
- Aumenta la vida útil de las correas, al reducir vibraciones y tensión elevada. E
- Aumenta la durabilidad del tensador, al reducir movimientos y fuerzas excesivas.
- Prolonga la vida útil de todos los componentes del sistema eléctrico.
- Protege el regulador multifunción de sobrecargas.
- Absorbe contragolpe
Motor de arranque
Motores a combustión necesitan un dispositivo especial para su arranque, pues no funcionan por fuerza propia, como motores eléctricos y máquinas a vapor.
Durante el proceso de arranque, necesitan ser superadas fuertes resistencias generadas por la compresión y por la fricción de los pistones y de las tapas, para que sea formada la mezcla aire-combustible, o sea alcanzada la temperatura de autoencendido en el motor.
Es necesario que el motor de arranque haga que el motor gire con una rotación mínima y, después de los primeros encendidos y aumento de la rotación, sea alcanzado el régimen mínimo de marcha autónoma.
El motor de arranque utiliza la corriente eléctrica para producir un movimiento giratorio, transformando energía eléctrica en energía mecánica.
Componentes principales
Componentes principales
1 Inducido
2 Llave magnética (solenoide)
3 Impulsor de arranque
4 Portacarbones
Inducido
Construido en láminas de acero, posee en el interior los bobinados de cobre. Su función es girar cuando se da el arranque. El movimiento de rotación se da a través del campo magnético producido por la corriente de la batería.
Llave magnética (automático o solenoide)
- Permite el paso de corriente de la batería para las bobinas de campo e inducido
- Avanza el piñón impulsor hacia la cremallera (corona con dientes)
Impulsor de arranque
Con el piñón del impulsor engranado en la cremallera, la energía del motor de arranque es transferida al motor del vehículo, iniciando su movimiento. Cuando el motor del vehículo pasa más que la velocidad del motor de arranque, el dispositivo de rueda libre del impulsor permite que el piñón gire libre, como si no estuviese engranado en el motor de arranque, evitando la quiebra del piñón, quema del inducido y daños generales al motor de arranque.
Bobinas de campo (campos)
Construido en cobre o aluminio, produce el campo magnético que girará el inducido. Su fuerza actúa directamente en el inducido produciendo el movimiento de rotación.
Portacarbones
Su función es fijar los carbones, permitiendo que haya el contacto entre ellos y el colector del inducido del motor de arranque, haciendo posible su alimentación eléctrica.Normalmente el portacarbones está formado por cuatro carbones, siendo dos positivos y dos negativos, lo que garantiza una condición más favorable para el paso de la corriente eléctrica suministrada por la batería.
Dato importante: el desgaste y la oxidación del portacarbones ocasiona un cortocircuito que interfiere directamente en el funcionamiento del motor de arranque, disminuyendo su potencia.
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