Fundamentos de Electrónica Automotriz: Motor de Arranque y Alternador

Motor de Arranque: Componentes y Funcionamiento

El motor de arranque es un componente esencial del sistema eléctrico de un vehículo, diseñado para iniciar el giro del motor de combustión interna. Está compuesto principalmente por un motor eléctrico, un conjunto de piñón y un contactor.

Funcionamiento del Motor de Arranque

Cuando se cierra el pulsador de encendido, el núcleo de hierro que se encuentra en el contactor se mueve, cerrando así el circuito directo entre la batería y el motor eléctrico. Simultáneamente, en el otro lado, se desplaza una horquilla que, a su vez, empuja el piñón para que engrane con el volante de inercia del motor. Al soltar el pulsador, el núcleo de hierro y la horquilla vuelven a su posición de reposo, abriendo el circuito entre la batería y el motor eléctrico, deteniendo el proceso de arranque.

Contactor del Motor de Arranque

El contactor cumple dos funciones principales:

• Actúa como un relé, conectando el motor de arranque directamente a la batería para suministrarle la alta corriente necesaria.
• Se encarga de conectar y desconectar el piñón del motor de arranque al volante de inercia del motor de combustión.

Rueda Libre

La rueda libre es un mecanismo de seguridad crucial. Cuando el motor eléctrico del arranque gira a mayor velocidad, las ruedas internas de la rueda libre se desplazan hacia la parte estrecha, arrastrando el volante de inercia. Sin embargo, si el motor de combustión arranca y el volante de inercia comienza a girar más rápido que el motor eléctrico de arranque, las ruedas libres se desplazan hacia la parte ancha, girando sobre sí mismas. Esto evita que el motor de arranque sea arrastrado a velocidades excesivas por el motor de combustión, protegiéndolo de daños.

Componentes y Comprobaciones Clave del Motor de Arranque

• Rotor: Contiene las bobinas inducidas, que son el elemento móvil del motor.
• Colector de Delgas: Es un conjunto de segmentos conductores (delgas) que, junto con las escobillas, permite la conmutación de la corriente en las bobinas del rotor.
• Comprobación de Bobinas Inductoras: Se verifica el aislamiento a masa para asegurar que no haya fugas de corriente.
• Comprobación de Bobinas Inducidas: Incluye la detección de cortocircuitos (a menudo con un "roncador"), la verificación de continuidad en las bobinas y la comprobación de su aislamiento a masa.

Alternador: Generación de Energía Eléctrica en el Vehículo

El alternador es el encargado de generar la energía eléctrica necesaria para alimentar todos los sistemas del vehículo y recargar la batería mientras el motor está en funcionamiento.

Función del Alternador

Su principio de funcionamiento se basa en la ley de Faraday: al girar un conductor (el rotor) dentro de un campo magnético, este "corta" las líneas de fuerza magnéticas, generando así una corriente eléctrica.

Componentes y Conceptos Clave del Alternador

• Bobinas Inductoras (Rotor): Son las bobinas que, al recibir corriente a través de dos anillos rozantes y escobillas, generan el campo magnético giratorio.
• Masas Polares: Son piezas de hierro dulce que se utilizan para concentrar y dirigir las líneas de fuerza del campo magnético generado por las bobinas inductoras.
• Bobinas Inducidas (Estator): Es un conjunto de espiras fijas que se encuentran afectadas por el campo magnético variable generado por el rotor. En estas bobinas se induce la corriente eléctrica que alimentará el vehículo.
• Fases: En un alternador trifásico, la corriente se genera en tres bobinas distintas, y cada una de estas fases está desfasada 120 grados eléctricos respecto a las otras.
• Corriente de Foucault: Es una corriente parásita que se genera en el núcleo de las bobinas (o en cualquier material conductor) cuando este está sometido a un campo magnético variable. Provoca pérdidas de energía en forma de calor.
• Fuerza Electromotriz (F.E.M.) Inducida: Es la tensión o voltaje que se genera en una bobina cuando esta se encuentra sometida a la variación de un campo magnético externo.
• Conexión en Estrella (Y): En esta configuración de las bobinas del estator, la F.E.M. (tensión) de salida es mayor que en la conexión en triángulo.
• Conexión en Triángulo (Δ): En esta configuración, la intensidad de corriente de salida es mayor que en la conexión en estrella. Es importante destacar que la potencia eléctrica generada es la misma en ambas configuraciones.
• Puente Rectificador: Es un circuito compuesto por diodos que tiene la función de convertir la corriente alterna (AC) generada por el alternador en corriente continua (DC), que es la que utilizan los sistemas del vehículo y la batería.
• Regulador de Tensión: Este componente es crucial para mantener la tensión de salida del alternador dentro de los márgenes establecidos (generalmente entre 13.8V y 14.4V), protegiendo así los componentes electrónicos del vehículo de sobretensiones o subtensiones.
• Preexcitación: Cuando el motor del coche está parado y el alternador no está generando carga para la batería, el testigo luminoso del alternador en el tablero recibe una señal positiva y una negativa, lo que provoca que se encienda.
• Autoexcitación: Una vez que el motor del coche gira y el alternador comienza a cargar la batería, el testigo luminoso solo recibe una señal positiva (desde el propio alternador), lo que hace que se apague, indicando un funcionamiento correcto.