Cómo funciona el sistema de arranque

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Sistema de arranque

El sistema de arranque gira el cigüeñal del motor a una velocidad suficiente rápida para encender el motor. A través de un circuito de cables pesados, los conectores e interruptores, la corriente de la batería viaja al motor de ignición, cual gira el cigüeñal y cuando todo está trabajando apropiadamente, enciende el motor.

El sistema de arranque funciona de la siguiente manera: cuando giramos la llave, se abre el paso de voltaje desde la batería a la bobina. La batería se alimenta de esa corriente generando el alto voltaje, que es entregado al distribuidor, que a su vez lo lleva hacia cada bujía que corta o entrega la corriente. Este ciclo, o tiempos de saltos, está controlado por el eje del distribuidor.

Sistema de arranque clásico.

Componentes

El sistema de arranque típico incluye los siguientes componentes:

• El motor de la ignición.
• La batería.
• Los cables y alambres.
• El interruptor de la ignición.
• El solenoide del motor de arranque (o en el motor de arranque o montado apartemente).
• El interruptor neutral para poner el automóvil en marcha (la mayoría de los vehículos con transmisores automáticas).
• El interruptor de enganche del embrague (muchos vehículos con transmisiones manuales).

Sistema típico de arranque en el automóvil.

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CONDUCTORES ELÉCTRICOS USADOS EN LOS AUTOMÓVILES

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Conductores eléctricos

Los conductores eléctricos, son hilos metálicos de cobre o aluminio que se utiliza para conducir la corriente eléctrica. Se emplea en las instalaciones eléctricas en general, en los automóviles y en la construcción de bobinados.

Los tipos de conductores más empleados son:

Alambres

Son conductores constituidos por un solo hilo metálico y pueden ser desnudos o revestidos con una cubierta aislante. Según el material de los aislantes, los alambres podrán emplearse en las instalaciones eléctricas o en los embobinados.

Alambres (estructura interna).

Cables

Están constituidos por un conjunto de alambres no aislados entre sí y pueden ser desnudos o revestidos por una o varias capas aislantes. Los aislantes son de plástico, goma o tela. Se utilizan, generalmente, en las instalaciones eléctricas y en los automóviles.

Partes

Cable (estructura interna).

Cordones

La constitución de los cordones es similar a la de los cables. La diferencia está en que los alambres son más finos, dándoles una mayor flexibilidad al conjunto. Están compuestos de 2 o 3 conductores flexibles, aislados entre sí, y se presentan en forma trenzada o unidos paralelamente.

Cordón (estructura interna).

Conductores con cubierta protectora

Son conductores que además de su aislante, tienen otra capa protectora contra humedades, ácidos o temperaturas elevadas. Las cubiertas protectoras pueden ser de plástico especial, plomo o goma.

Conductores con cubierta protectora (estructura interna).

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LOS DIODOS Y SUS APLICACIONES EN LOS AUTOMÓVILES

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Componentes de protección (continuación)

Diodos

Se usan como válvulas electrónicas, y se pueden comparar a válvulas antirretorno, es decir, permiten el paso de corriente en un sentido (de positivo a negativo) pero no al contrario.

Polarización directa del diodo.
Polarización inversa del diodo.

En los automóviles, los diodos tienen diversas aplicaciones, entre las que destacan las siguientes:

• Circuitos de las unidades electrónicas de control.
• Rectificador de corriente alterna.
• Descarga de picos de inducción.
• Protección para evitar corrientes en una dirección no deseada.

Diodo Zener

Es un diodo especial que posee la propiedad comportarse en polarización directa como un diodo normal, mientras que en polarización inversa pasa al estado de conducción cuando se sobrepasa un cierto valor de tensión prefijado por el fabricante. Equivale a una fuente de tensión  en  serie  con  un diodo.

Diodo zener.

En muchas circunstancias, la tensión aplicada a una carga puede sufrir variaciones indeseadas que alteren o destruyan el funcionamiento de la misma. Vienen provocadas por:

• Una variación de la resistencia de carga, que lleva emparejada una variación de la intensidad de carga.
• Variaciones de la propia fuente de alimentación.

Elegimos un diodo zener de tensión nominal igual a la que es necesaria aplicar a la carga, se conseguirá una tensión sin apenas variaciones. En el automóvil, se usan para estabilización de voltaje y como protección contra sobre tensiones.

Sistema de diodos para el generador del automóvil.

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APLICACIONES DE CADA FUSIBLE EN LOS AUTOMÓVILES

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Componentes de protección

Fusibles

Elemento por excelencia de protección en sistemas eléctricos y electrónicos. Está compuesto por un hilo conductor de una determinada sección, cuando la corriente de un circuito excede del límite prefijado, el hilo conductor del fusible se funde provocando una situación de «circuito  abierto»

Dependiendo de la sección  del hilo, el fusible soportará mayor o menor paso de corriente. Va conectado en serie con el circuito y una vez que se estropea es necesario cambiarlo por otro nuevo.

Fusibles.

Existen diferentes tipos de fusibles para el uso automotriz:

Fusibles de tipo «A»: El valor de corriente máxima soportada viene grabado en uno de los casquillos metálicos, indicando además la tensión máxima de utilización
Fusibles de tipo «B»: El valor de corriente máxima soportada viene impreso en el cuerpo cerámico.
Fusibles de tipo «C»: El valor de corriente máxima soportada viene impreso en el canto superior; también su color indica este dato.

Tabla de los fusibles de tipo C, según el color es para cada amperaje.
Fusibles tipo C, según su color.
Fusible del automóvil.

Los «C» son los más utilizados por su mayor resistencia a la corrosión, menor caída de tensión y unas conexiones más seguras.

Advertencia: Cuando se sustituya un fusible, es imprescindible hacerlo por otro del mismo valor, para no perjudicar al circuito en el caso de sobreintensidades.

En algunos circuitos eléctricos, se disponen limitadores de intensidad, que están formados por un relé o un interruptor especial, a través de cuyos contactos se establece el circuito. El contacto móvil del interruptor está formado por una lámina bimetal que, en cuanto se calienta se produce la dilatación del bimetal y en consecuencia, la separación de los contactos con la consiguiente interrupción del circuito.

Otras veces se disponen en el circuito termistancias de protección, componentes éstos cuya resistencia varía en función  de la temperatura,  aumentando al calentarse y haciendo disminuir la corriente en el circuito.

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Condensadores y transistores en tu automóvil

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Componentes eléctricos y protección (continuación)

Condensadores

Es un elemento capaz de almacenar carga eléctrica entre sus placas y a esa cantidad de cargas que puede almacenar se denomina capacidad (en faradios).

Poseen dos terminales, están formados por dos placas conductoras separadas por un dieléctrico o aislante. La forma y el tamaño de los condensadores varían dependiendo de su capacidad, la tensión que soporte y su utilización.

Condensadores polarizados: Cada placa conductora posee una polaridad (positivo y negativo) y se debe tomarlo en cuenta a la hora de sustituirlos. Este tipo de condensadores se llaman condensadores electrolíticos.
Condensadores no polarizados: Suelen ser de papel mica o cerámicos y se pueden montar sin tener en cuenta la polaridad.
Condensadores de capacidad variable: Al igual que los potenciómetros (resistencias variables) se puede variar su capacidad en un cierto rango de valores.

Condensador polarizado.
Condensador no polarizado.
Condensadores de capacidad variable.

Su aplicación en los automóviles es la de eliminar interferencias electromagnéticas entre los sistemas eléctricos del automóvil. Cuando estamos a altas frecuencias, como las que se producen al saltar una chispa entre dos contactos móviles de un interruptor, el condensador se comporta como un cortocircuito, derivando a masa las interferencias.

Transistores

El transistor tiene muchas aplicaciones como la de amplificador. En el caso del alternador, el transistor se utiliza simplemente como un «interruptor» comandado automáticamente, es decir, similar aun relé.

Transistor como amplificador

Cuando ocurre una variación en la entrada de un circuito, la salida aparece ampliada.  Cuando empleamos el transistor como amplificador, la aplicación de una pequeña señal en AC a la entrada, aumentará el valor en la salida, pero siendo un fiel reflejo de la de entrada.

Si lo configuramos modo emisor-colector obtenemos elevadas ganancias de tensión y de corriente haciéndole el circuito ideal para amplificación de pequeñas señales.

Transistor como interruptor

Cuando empleamos el transistor como interruptor, se puede utilizar como si fuera un relé con la ventaja  de  que conmuta más rápido y tiene una vida mucho más larga que un mecanismo electromecánico.

Corte: Es equivalente con un interruptor abierto.
Saturación: Es equivalente a un interruptor cerrado

Un circuito trabajando en conmutación se puede emplear para conectar y desconectar la tensión a una carga o para dar una salida que sirva como entrada  a otro circuito. Tiene como aplicación en el automóvil  el sistema de encendido.

Transistor en conmutación.

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Motores y generadores en tu automóvil

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Componentes eléctricos y protección (continuación)

Motores y generadores

Principio básico

Si enrollamos un conductor alrededor de un núcleo de hierro dulce (un hierro suave, usado para procedimientos de inducción magnética) y a dicho conductor le hacemos pasar una corriente eléctrica, el núcleo se comporta igual que un imán. Pero cuando cesa la corriente, pierde las propiedades que poseía.

Pero también mientras la corriente circula por el conductor, alrededor del mismo se crea otro campo magnético. Por ello si un conductor con corriente eléctrica se introduce dentro de un campo magnético, éste es desplazado debido a la interacción entre ambos campos magnéticos. Según su posición, pueden atraerse o rechazarse.

Este principio lo aprovecha el motor de arranque de un automóvil.

Motor de arranque

Esquema del motor de arranque.

Al accionar el relé y cerrarse los contactos, la corriente pasa a las  bobinas inductoras creando un campo magnético. Una vez recorridas las inductoras, la corriente pasa a las bobinas del inducido a través de las escobillas creándose otro campo magnético. Al girar las bobinas del inducido y estar en la misma posición y  sin moverse las escobillas, se consigue que las diferentes espiras del inducido queden afectadas constantemente por el efecto de repulsión de las líneas magnéticas.

Los devanados del inducido y de las bobinas inductoras en los motores de arranque están conectados en serie. De esta forma, se origina un par de giro muy elevado al ponerse el motor en marcha, indispensable para  poder  arrastrar  el motor térmico del vehículo.

Generador

Al igual que el motor de arranque, el automóvil dispone de otros muchos elementos que también consumen electricidad, como el encendido, las luces de alumbrado, etc. Para suministrar tal energía, el automóvil  dispone  de  la  batería.

Generador de un motor en automóvil.

Pero si del acumulador constantemente se le extrae corriente,  llegará el momento en el que se agotaría y ya no se dispondría de corriente; es decir.

Para evitar esto, el automóvil dispone de un sistema llamado de carga o abastecimiento, cuya misión es de cargar la batería y abastecer a los demás sistemas de corriente eléctrica.

Esquema de un alternador.

La velocidad del generador no la puede controlar el conductor, ya que va unido directamente al motor, el cual lo hace a un régimen muy variable. Si la dínamo se uniera directamente con la batería, como la tensión producida es muy variable, ésta se destruiría al igual que otros elementos de la instalación eléctrica. Para ello, en el circuito se interpone el regulador de tensión.

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Importancia de la bobina en tu automóvil

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Bobinas

Son hilos conductores arrollados sobre una base de material aislante. Si colocamos una bobina conectada a un generador, al cerrar el interruptor pasa corriente eléctrica por esta bobina y como consecuencia se crea un campo magnético que variará según sea la corriente.

Si cerca  de  este  campo magnético se coloca una segunda bobina, ésta se encontrará sometida a las líneas de fuerza que produce la anterior, así cuando se desconecta la corriente, desaparecerá el campo magnético y la segunda bobina dejará de estar sometida a  su acción o influencia.

Funcionamiento de una bobina.

Transformador

Las bobinas o inductancias son elementos básicos para la construcción de transformadores, mediante los cuales se pueden obtener valores de  tensión  distintos, de acuerdo con las necesidades que se tengan.

Se crea una autoinducción que produce en el bobinado un fuerte  campo  magnético  el cual es recogido  por la otra bobina creándose en ella una fuerza electromotriz a través de un campo magnético cuyo resultado puede ser una corriente de  diferente valor de tensión.

Importancia

(Izquierda) transformador, (derecha) bobina.

Una sola inductancia se utiliza para  la construcción de los bobinados  de los relés, de un uso muy corriente en los circuitos electrónicos de mando. Se utilizan para diferentes accesorios del automóvil como limpiaparabrisas de funcionamiento automático, indicadores de giro, luces de emergencia, antirrobo, etc.

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Tipos de relés en tu automóvil

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Relés

Es un componente eléctrico que funciona como interruptor. Está compuesto por una bobina electromagnética que al excitarse provoca un campo magnético que hace que se cierren los contactos del  interruptor. Por el funcionamiento, existen diversos tipos de relés.

Forma física del relé.

Relé simple

Esquema del relé simple.

Relé simple con un solo borne de entrada

Esquema del relé simple con un solo borne de entrada.

Relé simple con dos bornes de salida

Esquema del relé simple con dos bornes de salida.

Relé con resistencia en paralelo o diodo

Esquema del relé con resistencia en paralelo o diodo.

Se emplean para suprimir los picos de tensión inducida de interferencias. Incluyen un diodo conectado entre los extremos de la bobina, capaz de descargar los picos de tensión que se generan en ella cuando se abre el interruptor y se corta la corriente de excitación, evitando con ello que estos  picos de tensión afecten a componentes electrónicos conectados al relé.

Relés múltiples

Estos permiten controlar varias funciones a la vez. Es el acoplamiento de los relés en un solo cuerpo, lo que  supone  un  solo montaje para dos relés, menos espacio que para el montaje individual, cableado más sencillo que en el montaje de dos relés simples.

Esquema del relé múltiple.

Relés de conmutación

Mientras que en los relés simples se cierra un circuito al accionar la corriente de mando, los relés de conmutación se pueden utilizar para realizar dos o tres funciones distintas.

Esquema del relé de conmutación.

También hay relés de conmutación en los que la posición de los bornes 30 y 86 están conmutados.

Diagrama de conexión del relé de conmutación.

Importancia

Los relés se emplean siempre que deban regularse corrientes eléctricas muy intensas y no se desee sobrecargar el pulsador o interruptor de mando. Con este sistema es posible abrir o cerrar un circuito atravesado por una corriente de intensidad elevada, haciendo pasar por los contactos del interruptor o pulsador únicamente una corriente débil necesaria para accionar el electroimán.

En el automóvil se  emplean en la mayoría de los sistemas eléctricos  del vehículo, motor de arranque, luces, ABS, bujías de precalentamiento, inyección, etc.

Relé.

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Tipos de interruptores en tu automóvil

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Interruptores

Se utilizan para abrir y cerrar un  circuito  eléctrico. Dependiendo de las necesidades  de operación y uso, existen de varias formas.

Interruptores de accionamiento manual

Están diseñados para ser accionados a voluntad de una persona; los más comunes son los interruptores rotativos (mando de luces), los interruptores de deslizamiento (temperatura de aire del habitáculo), los interruptores on/off (luneta térmica) y los interruptores push/pull (luces de carretera).

Interruptor rotativos luces en Audi – Volkswagen.

Interruptores de movimiento

Se accionan por el movimiento de otro componente del  vehículo, como la apertura y cierre de una puerta.

Interruptores de movimiento

Interruptores de presión /depresión

Están compuestos por un muelle unido a un diafragma. Las variaciones de presión mueven el diafragma venciendo la resistencia del muelle. El diafragma está unido a un contacto y su movimiento lo abre y cierra. Un ejemplo de este tipo de interruptor es el sensor de presión de aceite.

Interruptor de control de la presión de aceite.

Interruptor de temperatura

Este tipo de interruptor utiliza un componente sensible a la temperatura para operar los contactos. Se usan elementos bimetálicos que se deforman con los cambios de temperatura moviendo de esa manera los contactos.

Sensores de temperatura del agua o refrigerante.

Interruptores de nivel

Controlan el nivel  de un  líquido, cuando el nivel desciende por debajo de un límite  prefijado,  el interruptor varía la posición de sus contactos pasando de estar abierto a cerrado o viceversa. Un ejemplo sería el interruptor de nivel situado en el depósito de aceite de líquido de frenos.

Sensor del nivel de líquido de freno en el cilindro maestro.

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TIPOS DE RESISTENCIAS EN EL AUTOMÓVIL

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Componentes eléctricos y protección

Resistencias

Resistencias fijas

Todo conductor eléctrico por el que circula o puede circular una corriente eléctrica presenta una cierta dificultad al paso de dicha corriente. Se deduce que  un  aumento de la temperatura hace que la conductividad disminuya y por tanto que el material sea peor conductor.

Resistencia de la lámpara de un automóvil.

Un ejemplo de resistencia eléctrica pude darse en la lámpara de un coche, la cual, posee un filamento formado por un conductor de resistencia «R«.

Resistencias variables

Son las resistencias más utilizadas en el automóvil, cuyo valor puede cambiar de forma manual por la acción del conductor, o bien de forma automática dependiendo de algún factor externo.

Potenciómetros: Su valor varía manualmente, en un automóvil se usa para regular la intensidad luminosa del tablero de instrumentos, el volumen de la radio o la velocidad del ventilador de aire del habitáculo.
Potenciómetro de funcionamiento automático: Su accionamiento lo produce el movimiento de algún componente del vehículo al que va conectado, son el detector de nivel de combustible, o los detectores de altura de la carrocería para regulación automática de faros.

Tipos de potenciómetros.

Resistencias dependientes de la temperatura

El valor de ciertas resistencias varía en función de la temperatura a la que están sometidas. Hay algunas con coeficiente de temperatura en negativo (NTC) que disminuyen la resistencia a medida que la temperatura aumenta; y otras con coeficiente de temperatura positivo (PTC) aumenta su valor a medida que lo hace la temperatura a la que se someten. Este tipo de resistencia se puede encontrar en el automóvil para medir  la  temperatura  de agua y aire del motor.

Tipos de resistencias dependientes de la temperatura.

Resistencias dependientes de la iluminación

Son resistencias dependientes de la luz (LDR), o también llamadas fotorresistencias. Su valor varía al cambiar las condiciones luminosas del ambiente, disminuyendo la resistencia a medida que aumenta la luz que incide sobre este componente. Una aplicación son los detectores de deslumbramiento para retrovisores interiores, el encendido de las luces cuando la luz ambiental es escasa.

Resistencias dependientes de la iluminación.

Resistencias dependientes de la tensión

También llamados VDR o varistores, su valor disminuye al aumentar la tensión aplicada.

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