alternador jesus diaz fonseca

7/29/2019 Alternador Jesus Diaz Fonseca

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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/2007 N 23 OCTUBRE DE 2009

C/ Recogidas N 45 - 6A 18005 Granada [email protected] 1

EL ALTERNADOR EN LOS VEHCULOS ACTUALES

AUTORAJESS DAZ FONSECA

TEMTICA

MANTENIMIENTO DE VEHCULOS AUTOPROPULSADOSETAPA

FORMACIN PROFESIONAL

Resumen

En el siguiente artculo se expondr la importancia del buen conocimiento que debe tener el TcnicoElectromecnico de Vehculos y el Tcnico Superior de Automocin del alternador del automvil,como elemento indispensable para la disponibilidad de corriente elctrica en el mismo, as como lascaractersticas de fabricacin y los hbitos de reparacin de los mismos en vehculos actuales.

Palabras claveAlternador

Puente rectificador de diodos

Regulador de tensin electrnico incorporado

Arrastre por correa

Tensin de regulacin

Intensidad de carga

1. INTRODUCCIN

Se puede definir al alternador como el elemento encargado de generar y suministrar la corrienteelctrica que el vehculo necesita para el mantenimiento de la carga de la batera y para elfuncionamiento normal de todos los sistemas elctricos del mismo.

Considerando la evolucin sufrida por el automvil a lo largo de los aos, el alternador, al igual queotros sistemas del vehculo, ha ido evolucionando para colocarse a la altura de los requerimientoselctricos del mismo.

Al principio, los sistemas elctricos del automvil eran mnimos, limitndose a los circuitos dealumbrado y sealizacin; a medida que el automvil fue evolucionando, los sistemas elctricosfueron los que ms contribuyeron a dicha evolucin, siendo la electricidad el eje sobre el que ha

girado dicha evolucin, por lo tanto se pas del sistema de carga por dinamo (generaba corriente


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alterna rectificada mecnicamente en el colector de salida), el cual necesitaba de un mantenimientorelativamente frecuente, al alternador con regulador electromecnico, para pasar al alternador conregulador electrnico incorporado, que es el sistema que se mantiene actualmente, aunque con levesmodificaciones que mejoran su funcionamiento.

Por ltimo hay que apuntar que la propia evolucin del sistema elctrico antes mencionada(elevalunas elctricos, aire acondicionado, calentadores elctricos del agua de refrigeracin para lacalefaccin, bombas de agua elctricas, electroventiladores de alto consumo elctrico, direcciones

elctricas, arquitectura elctrica multiplexada con gran profusin de sistemas electrnicos, y un largoetc) obliga a instalar alternadores que suministran un mximo de intensidad que ronda los 120Amperios, frente a los 60 o 70 Amperios de los alternadores utilizados a finales de los aos 80 hastamediados de los 90.

2. DESCRIPCIN DE UN ALTERNADOR MODERNO

Para no alargar demasiado el artculo voy a pasar por alto la explicacin del funcionamiento de unalternador, ya que no difiere de lo que ya conocemos los tcnicos del automvil; por el contrario voya describir las partes que lo componen, haciendo hincapi en las leves diferencias que presentan losalternadores actuales frente a los de generaciones anteriores.

2.1. Elementos del alternador

Los elementos principales que componen un alternador son:

Dos semi-carcasas, que se encargan de soportar a todos los elementos, as como servir desoporte del propio alternador al bloque de motor.

Rotor, que es el elemento que gira apoyado en sendos rodamientos, los cuales estnalojados en las carcasas, y que tiene la funcin de crear el campo magntico que inducirsobre el esttor la corriente alterna que se generar en el mismo.

Esttor, que va colocado entre las dos carcasas, sujeto por las mismas, por lo que es unelemento esttico, y que como se ha apuntado anteriormente tiene la funcin de generar lacorriente alterna que se obtiene de la induccin que produce sobre sus bobinas el campo

magntico del rotor. Puente rectificador o de diodos, elemento unido a las bobinas del esttor, normalmente

mediante soldadura, que est integrado por una serie de diodos dispuestos de tal forma entrela masa del alternador y la salida de positivo hacia la batera y caja de derivacin, de modo querectifica la corriente alterna en corriente continua para su utilizacin en la recarga de la bateray por los sistemas elctricos del automvil.

Regulador de tensin-portaescobillas, que va colocado en la semi-carcasa trasera, y tiene ladoble funcin de alimentar elctricamente al rotor para que este cree el campo magnticonecesario para la induccin sobre el estator, as como de regular la tensin continua rectificadaque sale del puente rectificador hacia la batera y los consumidores elctricos a un nivel que

suele estar comprendido entre los 14 V y los 14,5 V, segn el fabricante.


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Polea de arrastre, fijada por medio de una tuerca al extremo delantero del eje del rotor, al cualarrastra en su giro, que es transmitido por una correa multibanda desde la polea del cigeal.

Ventiladores de refrigeracin, que tradicionalmente se montaban de modo nico entre lapolea de arrastre y la carcasa delantera, en la actualidad estn integrados al eje del rotor ennmero de dos, por delante y por detrs del mismo, de modo que cuando el alternador estensamblado stos quedan en el interior de la carcasa, por lo que los alternadores actualespresentan un aspecto ms compacto, adems de tener una ventilacin mejorada.

SEMI-CARCASA DELANTERA

SEMI-CARCASA TRASERA

ROTOR

ESTTORPUENTE RECTIFICADOR

REGULADOR DE TENSI N-PORTAESCOBILLAS

POLEA DE ARRASTRE

TAPA DE PLSTICOTRASERA

RODAMIENTOS


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2.2. Diferencias con alternadores de anteriores generaciones

Las principales diferencias que presentan los actuales alternadores frente a los primeros que seimplantaron all en los aos 80 y los de los aos 90 son:

Conjunto ms compacto, ofreciendo incluso mayores intensidades.

Refrigeracin del conjunto mediante ventiladores interiores incorporados al rotor, condoble flujo de aire.

Reguladores electrnicos incorporados al conjunto porta-escobillas con tecnologa estado-slido, es decir, con chip integrado o monoltico. (En los primeros alternadores, elregulador era electromecnico y externo al alternador, posteriormente se implantaron losreguladores electrnicos de tecnologa hbrida incorporados al alternador pero unidos al

conjunto porta-escobillas mediante cableado). Polea de arrastre para correa multibanda y con rueda libre, que mejora el rendimiento del

alternador, liberando a la correa de la inercia del mismo, hacindola ms silenciosa enrevoluciones bajas (hasta unas 1500 rpm), as como en los cambios de velocidades.

Aumento considerable de la intensidad generada.

Conexiones del cableado de luz de carga y excitacin del tipo estanco.

En vehculos de altas prestaciones y alta entrega de intensidad pueden ir refrigerados poragua (p.e. Mercedes Benz).

La tensin de la correa no se efecta por la basculacin del alternador sobre sus soportes,

sino que ste queda fijo a los mismos y se interpone un rodamiento tensor.

DESPIECE EN BANCO DE TRABAJO DE ALTERNADOR MODERNO


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ALTERNADOR MERCEDEZ-BENZREFRIGERADO POR AGUA

TRES ALTERNADORES CON REFRIGERACI NINTERNA, FRENTE A UNO MS ANTIGUO, CON

VENTILADOR EXTERIOR

REGULADOR ELECTR NICO INCORPORADO DEESTADO-SLIDO Y CONJUNTO PORTAESCOBILLAS EN

ALTERNADOR MODERNO

REGULADOR ELECTR NICO INCORPORADO DE TECNOLOGAHBRIDA Y CONJUNTO PORTAESCOBILLAS EN ALTERNADOR

MS ANTIGUO

POLEAS DE ARRASTRE DE RUEDA LIBRE Y DETALLE SECCIONADO


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3. PROCESO DE COMPROBACIN DE UN ALTERNADOR

3.1. Prueba de la tensin de rizado

La tensin de rizado es la componente alterna de la corriente continua rectificada por el puente dediodos, de modo que si existen diodos en mal estado este defecto se va a reflejar en la tensin derizado en forma de un nivel de tensin alterna excesivo.

Se coloca el polmetro en AC, se conecta la pinza roja al borne B+ del alternador y la pinza negra auna buena masa (mejor al borne de batera). La medicin no debe dar ms de 0,1 V/AC; si da unvalor superior es probable que existan fugas de corriente en diodos, o bien bornes de batera ocableado de batera o alternador en mal estado.

Si existen ms de 0,1 V/AC se procede a medir con un osciloscopio y verificar el oscilograma,mediante el cual se puede deducir si hay diodos en mal estado.

3.2. Prueba de corriente de fuga

Mediante una pinza amperimtrica se procede a medir (sobre el cable + de batera) si existe algnconsumo anormal con el contacto quitado.

Utilizacin de una pinza amperimtrica: La pinza amperimtrica mide en voltios, dndose la equivalencia en amperios en 1

mV / 1 A. Las bananas se colocan en los jacks de V / DC. La escala se coloca en 200 mV para medir corrientes de hasta 200 A, o bien en la

de 2 V para medir corrientes superiores a 200 A. Hay que ajustar a cero mediante el trimmer, antes de colocar la pinza en el cable a

medir.o Se mide el mximo consumo con contacto quitado y pinza colocada en el cable + de batera; se

puede considerar un consumo normal entre 0,1 A y 0,3 A, teniendo en cuenta que los vehculosactuales llevan dispositivos que funcionan con el contacto quitado, pero con un consumo muy

leve (reloj horario, memoria de autorradio, etc.).o Si existe un consumo anormal con contacto quitado y todos los consumidores desconectados, se

procede a ir desconectando fusibles hasta que desaparezca el consumo. Si an as sigueexistiendo consumo excesivo, hay que desconectar el cable B+ del alternador, el cual serprobable que tenga en fuga los diodos de excitacin.

3.3. Prueba de masa (Cada de tensin)

Se mide con el voltmetro entre el cable de masa y una masa segura (- de batera), encontrndosecomo mximo permitido 0,1 V; de lo contrario la masa es defectuosa.


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3.4. Prueba de efectividad de carga del alternador

EN CASO DE UN VEHCULO AL QUE SE LE DESCARGA CON FACILIDAD LA BATERA, SEPROCEDER DEL SIGUIENTE MODO:

Verificar la tensin de la correa de arrastre del alternador, y tensarla si procede. Verificar el estado de la batera; si no admite carga, sustituirla. Comprobar que con el contacto puesto se enciende la luz de carga del cuadro de control.

o Si se enciende, desconectar el cable de excitacin del alternador y verificar que se apagala luz; a continuacin ponemos el cable a masa y la luz se debe de encender.

o Si no se enciende, realizamos la misma operacin, de modo que al poner el cable a masala luz debe de encenderse; si sigue sin encender, verificar el circuito elctrico del cable deexcitacin, y en ltimo caso la lmpara de control del cuadro.

Colocar un voltmetro en paralelo con la batera y un ampermetro en serie con el cable B+ delalternador (mejor una pinza amperimtrica). No colocar la pinza en el cable + de batera, ya queaqu lo que comprobamos es la capacidad de la batera de admitir carga, no la carga que

proporciona el alternador. Comprobar por medio de la pegatina, cules son las caractersticas del alternador (intensidad decarga mxima).

Si la batera est bien cargada proceder a descargarla momentneamente encendiendo variosconsumidores durante unos minutos.

Arrancar el motor, llevarlo a unas 3000 rpm y verificar la tensin de regulacin, que debe de serde unos 13,5 v a 14 v y la intensidad de carga, la cual debe de estar aprox. a la mitad de lamxima nominal, para, al cabo de cierto tiempo, proporcionar unos 8 A.

Con esto ltimo lo que medimos es la capacidad de la batera para admitir carga, pero no nosasegura el perfecto funcionamiento del alternador.

Para asegurarnos de esto, tenemos que provocar un gran consumo de corriente mediante laconexin progresiva y controlada de actuadores o consumidores, de modo que el alternadorproporcione su intensidad mxima de carga, que antes verificamos en la pegatina que llevaadherida en la carcasa.

Simultneamente a la medicin de la intensidad de corriente, verificamos con el polmetro que latensin en bornes de la batera no descienda de 12,5 V.

Si acelerando a unas 3000 rpm, conectando consumidores, la tensin no baja de 12,5 V y sellega a la intensidad mxima nominal (o al menos hasta el 80 %), se puede considerar alalternador en perfecto estado de funcionamiento.

En la prctica, es mejor realizar el consumo de corriente mediante un comprobador de bateraspor descarga rpida, de modo que cuando aceleremos a unas 3000 rpm, tras haber colocado el


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voltmetro en la batera y la pinza amperimtrica en el cable B+ del alternador, activamos elcomprobador de descarga de la batera sin accionar otros consumidores, durante un tiempomximo de 5 segundos, ya que en esta situacin se fuerza al alternador a entregar su intensidadmxima, por lo que se pueden sobrecalentar los componentes y el cableado de carga.Con esta forma de comprobacin, en la mayora de alternadores en los que lo he probado,entregan ms intensidad de corriente que su mxima nominal, por lo que considero que es la

prueba de efectividad del alternador ms fiable para el control del mismo sobre vehculo.

NOTA: No arrancar los motores, cuando la batera est descargada, con arrancadores rpidos(cargadores de batera antiguos), ya que en modo arranque aplican tensiones del orden de los 17 V,muy perjudiciales para las unidades electrnicas de los actuales automviles. As mismo, cuando searranquen los motores con una ayuda o bibern, procurar poner el cable de masa de la ayuda enalgn punto metlico de la carrocera, algo alejado de la batera, y una vez arrancado el motor

desconectar primero este cable de forma rpida, ya que tambin se producen picos de tensin, porconmutacin, del orden de los 17 V que daan las unidades electrnicas del automvil.

4. AVERAS Y REPARACIN

4.1. Averas frecuentes en el alternador

En el caso de que la anterior prueba no resulte positiva, se deduce que existe un defecto en elalternador. Las averas ms frecuentes que presentan los alternadores en la actualidad son lassiguientes:

Defecto en los rodamientos del rotor, con el consiguiente ruido o zumbido al subir derevoluciones, siendo este un defecto mecnico que no tiene relacin alguna con el

funcionamiento elctrico del alternador. An as se deben sustituir los rodamientos antes de

ESQUEMA DE CONEXI N EN EL VEH CULODE BATERA, ALTERNADOR, MOTOR DEARRANQUE Y CAJA DE DERIVACIN HACIALOS SERVICIOS DEL VEH CULO

COMPROBACI N DE LA EFECTIVIDAD DECARGA DEL ALTERNADOR. EL POLMETROMARCA 13,92 V Y LA PINZA AMPERIMTRICA78,1 A

COMPROBADOR DE DESCARGA DE BATERASQUE SE PUEDE UTILIZAR EN LA PRUEBA DEEFECTIVIDAD DE CARGA DEL ALTERNADOREFECTUANDO UN CONSUMO ELEVADO CONESTE APARATO DE COMPROBACI N


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que se agrave su defecto, ya que de lo contrario se pueden gripar y causar mayores averasen el alternador o incluso en elementos externos al mismo.

Defecto en el regulador de tensin, que causa el encendido de la lmpara de control delcuadro de instrumentos por falta de carga de la batera. En este caso, si colocamos unvoltmetro en paralelo con la batera con el motor funcionando, ste indicar la misma tensinde batera que con el motor parado, ya que el alternador no est ofreciendo corriente. En otrasocasiones (menos frecuentes), el regulador no controla bien la tensin generada por el

alternador, siendo excesiva a la salida del borne B+. Otras veces el defecto de la falta decarga est originado por el desgaste de las escobillas, y de los anillos rozantes del rotor, deforma que cuando se exige una mayor demanda de corriente del alternador, al estarfuncionando simultneamente muchos consumidores, la corriente de autoexcitacinproveniente de los diodos de excitacin encuentra dificultad de circulacin por el poco empujede las escobillas sobre los anillos rozantes.

Desgaste excesivo en los anillos rozantes. Este problema se presenta en la mayor parte de lasocasiones de modo secundario, al pretender sustituir el regulador/porta-escobillas porproblemas de desgaste de las mismas o por un fallo en la electrnica del regulador. Aldesmontar ste podremos palpar los anillos rozantes, que en la mayora de vehculos que

tienen aproximadamente ms de 80.000 Km, presenta tal desgaste que al colocar el reguladornuevo, las escobillas, que tambin son nuevas al ir integradas en el regulador, no asientanbien sobre los anillos rozantes, habindose dado el caso incluso de rotura de las mismas alenclavarse en la depresin que forma el desgaste de los anillos.

Defecto en el puente rectificador de diodos, siendo sta una avera menos frecuente, se puedeverificar mediante la medicin de la tensin de rizado, o bien por falta de carga del alternador,si el defecto es de diodos de potencia positivos, negativos o de excitacin que estn abiertos.

Defecto elctrico del rotor, normalmente falta de continuidad de las bobinas del mismo.

Defecto elctrico del esttor, normalmente falta de continuidad de las bobinas del mismo.

DETALLE DEL EXCESIVO DESGASTEDE UNO DE LOS DOS ANILLOSROZANTES DEL ROTOR


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4.2. Tendencias en la reparacin de averas del alternador

Tradicionalmente, las averas de alternadores se reparaban en el taller, desmontndolo delvehculo y desarmando el mismo en el banco de trabajo. En algunos talleres (especialistas enelectricidad) se dispona de bancos de comprobacin de elementos elctricos (dinamos,alternadores, motores de arranque, sistema de encendido, etc), con lo cual la reparacin

completa del alternador era una prctica relativamente habitual en los talleres especializados enelectricidad.

Por el contrario, hoy da surgen problemas en la reparacin de alternadores que han provocadoque la mayora de talleres opten por la diagnosis del fallo del alternador, mediante las pruebasque hemos descrito anteriormente, para finalizar la reparacin acudiendo a las tiendas derecambio que disponen de los denominados alternadores reconstruidos. Estos alternadorestambin se denominan de intercambio, ya que al comprar el reconstruido tenemos que entregarel que est averiado, el cual lo recoge la empresa suministradora, que son talleres o industriasespecializadas en la reparacin completa de los mismos, disponiendo de los medios necesariospara una reparacin eficaz, incluidas las pruebas en banco.

Los inconvenientes de la reparacin de alternadores en los talleres comunes se pueden resumircomo sigue:

Dificultad para comprobar el alternador antes de montarlo en el vehculo (en ocasiones latarea de desmontaje del alternador del vehculo puede ser laboriosa)

Prcticamente la mayora de alternadores llevan el puente rectificador soldado a lasbobinas del esttor, lo que complica la operacin de desarmado.

Imposibilidad de comprobar elctricamente el regulador de tensin una vez desmontado,solamente se puede comprobar el desgaste de escobillas.

Un buen nmero de alternadores que se desmontan para su reparacin presentan fuertedesgaste en los anillos rozantes, haciendo imposible una reparacin de garanta. (Lasindustrias especializadas realizan un relleno con cobre y torneado de los mismos,dejndolos como nuevos).

El taller comn busca rentabilidad en las reparaciones y ofrecer garanta de las mismas, locual no es posible asegurar reparando l mismo el alternador, a menos que disponga delos medios necesarios.


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5. CONCLUSIONES FINALES

Como conclusin acerca de las reparaciones de los alternadores, de cara a la enseanza quedebemos aplicar en nuestros alumnos, hay que decir que debemos mostrar la realidad de la prcticalaboral en la actualidad, para que cuando salgan al mercado laboral tengan una visin clara y real delos mtodos habituales de los talleres acerca de las reparaciones.

Esto no implica que no debamos ensearles como se desmonta un alternador, se comprueba yrepara por completo, sino que debemos incidir en la realizacin de una buena diagnosis del sistemacon el objetivo de que cuando aborden un problema de falta de carga en la batera, sepandiagnosticar con seguridad si el fallo es del alternador, de la batera o del cableado elctrico, deforma que cuando sustituyan un alternador por uno reconstruido ya estn seguros de antemano queel problema se va a solucionar por esa va.

Enseando las prcticas habituales de los talleres ayudamos al alumno a tener una visin ms clarade los mtodos utilizados en los centros de trabajo en los que se tendrn que integrar en el futuroinmediato, mejorando su formacin integral, consiguiendo que est lo ms actualizada posible.

Bibliografa e imgenes:o Revista Sistemas de energa, Bosch. Robert Bosch Ltda.

o http://www.ferve.com/es/marcos.htm

o http://www.arvigoshop.com/ficha.php?id=246

o http://www.twincam.info/index.php?showtopic=27898

o http://woloszynltda.cl/pic/3/alternadores%20%5B640x480%5D.JPG

Autora

Nombre y Apellidos: Jess Daz Fonseca.Centro, localidad, provincia: I.E.S. Torreblanca, Sevilla.E-mail: [email protected]

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