Revista Tecnología

Cinco elementos del automóvil

Publicado el 10 febrero 2011 por Alma2061
Mecánica y electricidad del automóvil es una obra que explica de forma sencilla el funcionamiento y mantenimiento del automóvil. En el texto siguiente se recoge la descripción de cinco elementos del automóvil: el motor de arranque, el alternador, el carburador, el distribuidor y el embrague (clutch).Fragmento de Mecánica y electricidad del automóvil.De José Manuel Moreno.El motor de arranque... es un pequeño pero potente motor eléctrico de gran consumo, el cual es alimentado con la corriente proveniente del acumulador o batería y está diseñado para transformar esa energía eléctrica en potencia mecánica que será utilizada para hacer arrancar el motor del vehículo.Consta de una carcasa o parte fija, en cuyo interior gira un rotor provisto de un engranaje que atacará sus dientes a los de la corona dentada que lleva el volante del motor.Pasemos ahora a conocer detalladamente su constitución y funcionamiento.La carcasa posee en su interior uno o dos pares de campos magnéticos o fuertes electroimanes, los que hacen que gire en su interior el rotor, el cual está constituido por una masa cilíndrica de hierro dulce, provista de bobinas o arrollamientos de gruesos conductores tableados y aislados entre sí, unidos en secuencia a las delgas o partes de un colector, elemento de cobre también cilíndrico pero de menor diámetro, sobre el cual se deslizan las escobillas encargadas de electrizar las bobinas en forma sucesiva.Al cortar dichas bobinas o arrollamientos electrizados del rotor las líneas de fuerza magnética producidas entre los polos electromagnéticos del estator, las bobinas serán impulsadas, así como el polo magnético que producen, determinando esos impulsos u orientaciones una potencia que será utilizada en forma mecánica para mover el motor del vehículo.La corriente que llega al motor de arranque se divide, pues, en dos circuitos paralelos: uno que alimenta los campos magnéticos del estator y otro que alimenta el devanado del rotor.Ambos circuitos deberán estar perfectamente aislados de sus masas correspondientes y de sus conductores entre sí, para que el motor funcione correctamente.Es también importante saber que el rotor gira dentro de los campos electromagnéticos, muy próximo a ellos, pero sin rozarlos, por lo que debe descansar en sus extremos sobre casquillos o cojinetes, bien lubricados y sin desgaste notorio. De existir desgaste excesivo, el rotor rozará los campos magnéticos y el motor de arranque perderá ostensiblemente su potencia, demorará en realizar su trabajo y producirá una fuerte y rápida descarga del potencial de la batería.La limpieza de todos los componentes del motor de arranque, la buena aislación de sus partes eléctricas, la suficiente lubricación y ajuste de sus casquillos o cojinetes, el estado normal de las escobillas y la tensión adecuada de los muelles que las presionan contra el colector, la protección del conjunto contra suciedad o polvo, el buen contacto de todas las conexiones eléctricas, etc. son necesarios e imprescindibles para un normal funcionamiento del motor de arranque.El alternadorEl alternador ha reemplazado la dinamo, por su mayor capacidad generadora de corriente y su mejor funcionamiento al tener menos riesgos de averías. Se llama así porque genera corriente alterna que se convierte a continua, y se trata de un adelanto derivado de la introducción de los diodos en la especialidad de la Electrónica.El diodo es un elemento físico que aprovecha la característica que poseen ciertos metales de permitir el paso de la corriente en un solo sentido. De ese modo pueden ser fabricados diodos positivos o negativos, según se desee permitir o detener el paso de la corriente eléctrica de esas polaridades.Por lo general, se emplean tres diodos positivos en cada alternador, y otros tantos negativos, operando ambos como rectificadores de la corriente alterna, convirtiéndola en corriente continua utilizable.El alternador está compuesto por un estator o devanado fijo, en el que se induce la corriente alterna, pues, al contrario que en el generador, el inductor es en este caso el rotor, siendo el estator el inducido.El rotor es una especie de electroimán giratorio, cuya fuerza magnética es el producto de un devanado, el cual recibe corriente desde un colector de doble anillo, sobre el que se deslizan sendas escobillas de carbón, una cargada con corriente positiva y la otra conectada a masa o negativo.El alternador genera corriente de la siguiente manera: el rotor o inductor, excitadas sus bobinas más o menos por el regulador de voltaje, forma fuertes campos magnéticos, los que, al girar, son cortados por las bobinas del estator o inducido, generándose en dichas bobinas una corriente trifásica alterna. Dichos impulsos de corriente alterna van a dar a los diodos, permitiendo los positivos el paso de corriente positiva y haciendo lo mismo los negativos con la negativa, obteniéndose de esa manera la corriente bipolar continua utilizada en el vehículo para carga de la batería y consumo de los elementos eléctricos.El alternador precisa también de un elemento regulador de voltaje y amperaje, el cual es mucho más sencillo que el utilizado con la dinamo, pues, en este caso, sólo se necesita una bobina reguladora del voltaje, lo que se obtiene mediante la regulación de la intensidad de corriente entregada al rotor a través de la escobilla positiva o de excitación, pudiendo también emplearse un elemento electrónico. Las precauciones que deben ser consideradas al trabajar en un alternador son las siguientes: no debe funcionar desconectado de la red; no debe ser polarizado conectándole corriente exterior; no debe conectarse su salida a masa.El carburadorEste elemento, destinado a pulverizar o gasificar la gasolina, mezclándola con aire atmosférico de manera que se obtenga una mezcla explosiva de máxima potencia, es de funcionamiento muy sencillo.La gasolina llega al carburador impulsada por la bomba aspirante-impelente e ingresa a través de una válvula reguladora accionada por la palanca de un pequeño flotador, generalmente plástico o de bronce laminado.La combinación flotador-válvula mantiene un nivel constante de combustible en el pequeño depósito de reserva del carburador, el cual va protegido con una tapa atornillada, provista de una junta o empaquetadura, pero con un pequeño conducto que permite el ingreso de la presión atmosférica, y desde donde el líquido pasará a cumplir diversas funciones.Una de ellas es el alimentar los chicleres o atomizadores de alta y baja velocidad. Otra es el alimentar a una pequeña bomba aspirante-impelente, de diafragma o de émbolo, destinada a inyectar un volumen adicional de gasolina pulverizada en el instante en que se acelera la máquina, y en el que existe un punto crítico del paso de baja a alta velocidad. Una tercera es el dejar paso a un volumen adicional de gasolina, mientras el motor funciona frío, lo que habitualmente hacemos tirando del ahogue, o tirador manual que acciona la lengüeta que estrangula el paso de aire a la entrada o boca del carburador, y que al mismo tiempo acciona levemente el mecanismo inyector.Veamos ahora cómo funciona el carburador.Acumulado un volumen normal de gasolina en el depósito del carburador y en circunstancias que el motor funciona en baja velocidad (unas 650 revoluciones por minuto o RPM) la succión de aire o vacío producido en la boca del carburador por los tiempos de admisión en los cilindros hace que la gasolina líquida se desplace por los conductos y llegue hasta el pulverizador o chicler de baja velocidad, el cual atomizará la gasolina mezclándola con el aire succionado y alimentando de esa manera a los cilindros a través del colector de admisión y las válvulas de admisión correspondientes a cada cilindro.Ahora bien, si aceleramos el motor hasta cierta alta velocidad (3.000 ó 4.000 RPM), la succión será proporcionalmente superior, y entonces la gasolina llegará hasta el pulverizador o chicler de alta, el cual, por tener una perforación más amplia, atomizará un mayor volumen de gasolina, satisfaciendo las nuevas necesidades adicionales.En cuanto a la velocidad de aceleración, sólo consiste en una lengüeta que abre o cierra a voluntad la boca inferior del carburador, y que no es otra que la que accionamos mediante pedal.Las características de funcionamiento en alta velocidad, así como el buen funcionamiento en baja, o ralentí, dependen del adecuado ajuste de los tornillos cónicos de regulación de la mezcla, la cual debe ser lo más explosiva posible, debiendo efectuarse dicha regulación con la ayuda de un analizador de gases y un tacómetro o medidor de RPM.Un gas de escape que no contenga mezcla cruda, estará revelando una combustión completa y una buena regulación de la carburación y el aire.El problema del paso de baja a alta velocidad, como ya hemos visto, consiste en que siempre es más veloz la entrada de aire al acelerar, que la pulverización de la gasolina en los chicleres, lo cual hace necesaria una pequeña bomba inyectora, la que es accionada por el propio acelerador, enriqueciendo momentáneamente la mezcla.La correcta regulación de la mezcla en baja o ralentí es muy importante, tanto para el buen funcionamiento del motor como para obtener una mayor potencia con un menor consumo, pues de la regulación en baja depende la mezcla en alta, por lo que un error de regulación en baja aumentará en alta sus consecuencias.El distribuidorUbicado a un costado del motor, el distribuidor tiene el aspecto de una caja cilíndrica, cerrada en su parte posterior por una tapa aislante provista de enchufes, desde donde salen los cables de alta tensión que van a dar a las bujías.Está constituido por un eje central motriz que engrana con el eje de levas, o bien un acople ranurado con el eje de dicho engranaje, y un segundo eje en su extremo superior, al cual va unido por un sistema de contrapesos centrífugos. Este segundo eje es el ruptor, provisto de levas o protuberancias, que abren y cierran los contactos o platinos.Los platinos o contactos actúan como interruptor del paso de corriente por el circuito primario de la bobina de encendido.Se trata de una pareja de contactos, uno de ellos unido al cable primario de la bobina y aislado del resto del distribuidor, impulsado hacia el ruptor por un muelle plano o lámina flexible, y que hace contacto contra su pareja que no es sino una masa o negativo contra el cual cierra el circuito.Acoplada al ruptor, va una pieza de material aislante en forma de pipa truncada, con una pequeña placa o puntero radial de bronce, cuya función es el distribuir el alto voltaje generado por la bobina según dicho puntero va pasando frente a los electrodos de la tapa de material aislante del distribuidor, desde cuyos enchufes será enviado ese alto voltaje, mediante cables, hasta las bujías donde saltará la chispa de encendido.El funcionamiento es, pues, el siguiente: al girar el eje motriz impulsado por el árbol de levas, arrastra al ruptor, al cual está unido por un mecanismo de contrapesos centrífugos, los que en baja velocidad no actúan, debido a unos muelles que los mantienen inoperantes mientras la velocidad no aumenta. El eje ruptor abrirá o cerrará los contactos o platinos, según impulsen o no sus lóbulos al martillo, separándolo de su contacto de masa. Al abrirse los contactos, una corriente de alto voltaje será generada por la bobina y enviada mediante un cable al centro de la tapa de material aislante del distribuidor, desde donde será distribuida por el rotor, cuya placa o puntero irá descargando dicho voltaje frente a cada electrodo de la tapa, yendo desde ahí a dar a las bujías mediante cables gruesos.Una vez que ha arrancado el motor, los contrapesos centrífugos vencerán la acción de los muelles, y entonces el eje motriz, por medio de unas ranuras sectoriales en las que van alojadas unas protuberancias del eje ruptor, hará que éste avance, lo que resultará en un anticipo equivalente de la ruptura o abertura de los contactos, es decir, en un avance de la chispa en las bujías.Esto debe ser así porque los motores de diseño moderno precisan que los grados de avance de la chispa de encendido sean proporcionales al aumento del número de revoluciones del motor; esto es, a mayor velocidad del motor, mayor avance de la chispa.Naturalmente que esto sucede hasta un determinado punto de avance máximo y precisa de un segundo regulador de los contrapesos centrífugos, que vaya determinando el grado de avance de acuerdo al grado de velocidad.Este elemento es el control o impulsor de vacío.El embragueDiseñado para que el conductor aplique a voluntad la potencia del motor a la caja de cambios, el embrague es un sistema intermediario constituido por una prensa que presiona un disco entre su placa bruñida y la superficie del volante del motor. El disco actúa como tomafuerza y le transmite la potencia del motor al eje de mando o eje motriz de la caja de cambios.La prensa va apernada en su periferia al volante del motor y dentro de ella, un diafragma de acero, o un equipo de firmes muelles en otros casos, mantiene fuertemente presionado a un plato o placa contra el volante. En esas condiciones, al ir ubicado el disco de embrague entre la placa y el volante, es presionado por el efecto del diafragma, o los muelles, de manera tal que puede transmitir, sin resbalar, toda la potencia o torque del motor.La prensa está dispuesta de tal manera que, al ser presionada en su centro mediante un rodamiento de empuje o collarín, ésta se separa progresivamente al ser vencida su tensión, o muelles, permitiendo el que el disco se deslice entre el volante y la placa.El rodamiento de empuje o collarín es accionado mediante una palanca de horquilla abisagrada a la carcasa de la caja de cambios y accionada por medio de un cable flexible, o varilla, desde el pedal de embrague, que no es sino una palanca cuyo efecto vence con facilidad la presión de la prensa de embrague.Cuando la potencia del motor está actuando a través del disco de embrague sobre la caja de cambios, se dice que el sistema está embragado. Y, cuando apretamos el pedal de embrague y vencemos la presión de la prensa liberando al disco de embrague y anulando de esa manera la potencia del motor sobre la caja de cambios, entonces se dice que el sistema está desembragado.El disco de embrague está revestido de tejido de asbesto, incombustible y antideslizante, y lleva en las proximidades a su centro un juego de muelles antitorque, que suavizan la aplicación de la potencia a las transmisiones, la cual se transmite mediante un acoplamiento estriado que permite cierta flexibilidad al disco. El rodamiento de empuje o collarín se desplaza sobre una corredera cilíndrica acoplada a la caja de cambios, y está sujeto contra la palanca de horquilla mediante seguros de alambre acerado. El recorrido de desembrague es facilitado por un muelle de regular tensión que obliga a regresar a su punto inoperante al pedal de embrague.La unión articulada del cable de embrague a la horquilla de desembrague lleva una regulación de rosca y contratuercas, lo que permite el que exista siempre un recorrido muerto, o tolerancia, en la carrera del pedal, en su recorrido de desembrague. Dicha tolerancia o regulación asegura que el rodamiento de embrague no permanezca rozando contra el diagrama de la prensa, evitando que el disco resbale y el rodamiento se dañe.Fuente: Moreno, José Manuel. Mecánica y electricidad del automóvil. Madrid: Ediciones Pirámide, 1998.

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