El sistema eléctrico del automóvil ⚡🚙

por | Feb 13, 2024

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Funcionamiento y componentes del sistema eléctrico del vehículo


Comprenda el sistema eléctrico del automóvil, integrado por múltiples componentes y bajo la dirección del UCE. Aprenda cómo proporcionan energía al motor, al encendido y al sistema de inyección de gasolina.

Tablero de mandos y pantalla de un vehiculo
JOSE LUIS ALVAREZ, Formador vial desde el año 2003

El Sistema Eléctrico del Automóvil proporciona energía eléctrica a cualquier otro sistema o sensor que requiera de este tipo de energía para su funcionamiento.

El sistema eléctrico del automóvil es fundamental para el funcionamiento del vehículo. Está formado por un conjunto de elementos y sistemas que proporcionan energía eléctrica a cualquier otro sistema o sensor que requiera de este tipo de energía para su funcionamiento. También gestiona el módulo de control del motor o UCE (Unidad de Control Eléctrico).

El sistema eléctrico del automóvil es el encargado de repartir alimentación hacia todo el coche, sin el que no se podría arrancar el vehículo o encender las luces. Está formado por:

  • Unidad de Control Electrónico (UCE)
  • Sistema de generación y almacenamiento.
  • El Sistema de encendido.
  • Sistema de arranque.
  • El Sistema de inyección de gasolina.
  • Sistema de iluminación.
  • Instrumentos de control.

1-Unidad de control electrónico (UCE)

 

UCE unidad control electronico

UCE unidad control Electrónico de 1996

Las UCEs son pequeños dispositivos distribuidos por el vehículo que controlan una función determinada del mismo. Un automóvil puede tener más de 100 UCEs instaladas.

Las Unidades de control Electrónico reciben, dependiendo de su función, entradas de algunos elementos del vehículo. En ese caso, se comunica con los actuadores y realiza un determinada acción basada en dicha acción. Por ejemplo, la UCE que controla el airbag, recibe entradas de los sensores de choque y de los asientos para saber cual de ellos está ocupado por un pasajero. En ese momento, la unidad se comunica con los actuadores y decide que airbag debe desplegar, en función de que asientos estén ocupados y dala orden de desplegarlos.

Las Unidades de control Electrónico del Sistema eléctrico electromotriz tienen diversa funciones:

  • Controles esenciales: del motor y de la dirección asistida
  • Acceso y seguridad: controla las cerraduras de las puertas o los novedosos sistemas de apertura sin llave.
  • Sistemas para la comodidad: elevalunas eléctricos, regulación de asientos y retrovisores, etc.
  • Los sistemas de seguridad pasiva: control de los airbags, pretensores del cinturón de seguridad, etc.
  • Sistemas de seguridad activa como los ADAS (frenado predictivo, asistente de carril, etc.)

Sensores y actuadores

 

Los sensores y los actuadores son componentes fundamentales del sistema eléctrico de un vehículo. Los sensores se encargan de medir y detectar las condiciones físicas del entorno, como la temperatura, la presión, la velocidad, el nivel de combustible, etc. Los actuadores son dispositivos que transforman una señal eléctrica en una acción mecánica, como abrir o cerrar una válvula, mover un motor, encender o apagar una luz, etc.

Los sensores y los actuadores se comunican con una unidad de control electrónico (ECU) que procesa la información y envía las órdenes adecuadas para optimizar el funcionamiento del vehículo. Por ejemplo, si el sensor de temperatura detecta que el motor está demasiado caliente, la ECU puede enviar una señal al actuador que abre el circuito de refrigeración. De esta forma, se evitan posibles averías o daños en el motor.

Los sensores y los actuadores del sistema eléctrico de un vehículo deben estar bien calibrados y sincronizados para garantizar la seguridad, el confort y la eficiencia del vehículo. Para ello, es necesario realizar un mantenimiento periódico y una revisión profesional de estos componentes. Así, se pueden detectar y corregir posibles fallos o anomalías que puedan afectar al rendimiento del vehículo o poner en riesgo a los ocupantes.


2. Sistema de Generación y Almacenamiento.

 

 

Sistema electrico del vehiculoEste sub-sistema del sistema eléctrico del automóvil está constituido comúnmente por cuatro componentes; el generador , el regulador de voltaje, que puede estar como elemento independiente o incluido en el generador, la batería de acumuladores y el interruptor de la excitación del generador.

El borne negativo de la batería de acumuladores está conectado a tierra para que todos los circuitos del sistemas se cierren por esa vía. Del borne positivo sale un conductor grueso que se conecta a la salida del generador, por este conductor circulará la corriente de carga de la batería producida por el generador. Esta corriente en los generadores modernos puede estar en el orden de 100 amperios. De este cable parte uno para el indicador de la carga de la batería en el tablero de instrumentos, generalmente un voltímetro en los vehículos actuales. Este indicador mostrará al conductor el estado de trabajo del sistema. Desde el borne positivo de la batería también se alimenta, a través de un fusible, el interruptor del encendido.

Cuando se conecta este interruptor se establece la corriente de excitación del generador y se pone en marcha el motor, la corriente de excitación será regulada para garantizar un valor preestablecido y estable en el voltaje de salida del generador. Este valor preestablecido corresponde al máximo valor del voltaje nominal del acumulador durante la carga, de modo que cuando este, esté completamente cargado, no circule alta corriente por él y así protegerlo de sobrecarga.

 

 


3. Sistema de Encendido.

 

Es el sistema necesario e independiente capaz de producir el encendido de la mezcla de combustible y aire dentro del cilindro en los motores de gasolina o LPG, conocidos también como motores de encendido por chispa, ya que en el motor diesel la propia naturaleza de la formación de la mezcla produce su auto-encendido.

El sistema de encendido de un vehículo es crucial para iniciar y mantener el funcionamiento del motor. Aquí están los elementos principales que componen este sistema:

  1. Batería: La batería proporciona la energía eléctrica necesaria para el sistema de encendido.
  2. Interruptor de encendido: Controla la conexión y desconexión del encendido.
  3. Bobina de encendido: Transforma la corriente de la batería en una chispa de alta tensión para encender las bujías.
  4. Bujías: Generan la chispa que enciende la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión.
  5. Motor de arranque: Mueve el motor de cuatro tiempos para iniciar las fases de admisión, compresión, expansión y escape.
  6. Sensores del árbol de levas y el cigüeñal: Detectan la posición de los pistones y sincronizan el encendido.

4. Motor de arranque.

 

Motor de arranque

De Willdre 00:20, 8 February 2007 (UTC) – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, LICENCIA

En la actualidad todos los automóviles llevan incorporado el motor eléctrico de arranque, que ofrece unas prestaciones extraordinarias. El circuito eléctrico de arranque consta de batería, interruptor de arranque, conmutador y motor.

El motor de arranque se basa en el principio de inducción electromagnética. No requiere conmutación mecánica aparte de su excitación. Fue desarrollado por Nikola Tesla y permite que el motor arranque de manera eficiente.

El motor de arranque es un componente esencial en los vehículos. Su función principal es iniciar el motor de combustión interna para que el vehículo pueda ponerse en marcha.

 

Funcionamiento del motor de arranque:

    • Cuando giras la llave de encendido o presionas el botón de arranque, se envía una señal eléctrica al solenoide.
    • El solenoide se activa y transmite la corriente eléctrica al motor de arranque.
    • El motor de arranque comienza a girar, generando movimiento en su eje.
    • Este movimiento se transmite al volante motor, que a su vez hace girar el cigüeñal del motor de combustión interna.
    • Una vez que se produce la primera explosión en la cámara de combustión, el motor ya puede trabajar por sí solo, y la función del motor de arranque finaliza.

5. Inyección de Gasolina

 

 Aunque el carburador nacido con el motor, se desarrolló constantemente hasta llegar a ser un complejo compendio de cientos de piezas, que lo convirtieron en un refinado y muy duradero preparador de la mezcla de aire-gasolina para el motor del automóvil en todo el rango de trabajo, no pudo soportar finalmente la presión ejercida por las reglas de limitación de contaminantes emitidas por las entidades gubernamentales de los países más desarrollados y fue dando paso a la inyección de gasolina, comenzada desde la décadas 60-70s principalmente en Alemania, pero que no fue tecnológicamente realizable hasta que no se desarrolló lo suficiente la electrónica miniaturizada.


6. Sistema de Iluminación.

 

Mando de luces.

Sistema eléctrico electromotriz

Cada vez es más frecuente la utilización de circuitos electrónicos de control en el sistema de iluminación del automóvil, de esta forma en un auto actual es frecuente que las luces de carretera se apaguen solas si el conductor se descuida y las deja encendidas cuando abandona el vehículo, o, las luces de cabina estén dotadas de temporizadores para mantenerlas encendidas un tiempo después de cerradas las puertas, y otras muchas, lo que hace muy difícil generalizar. Todos estos circuitos se alimentan a través de fusibles para evitar sobrecalentamiento de los cables en caso de posibles cortocircuitos.

 


7. Instrumentos de Control.

 

Sistema eléctrico electromotriz. Unidad de control electrónico

Sistema eléctrico electromotriz

El Sistema eléctrico electromotriz también interviene en el tablero de mandos. En todos los automóviles resulta necesario la presencia de ciertos instrumentos o señales de control en el tablero, al alcance de la vista, que permitan al conductor mantener la vigilancia de su funcionamiento con seguridad y cumpliendo con los reglamentos de tránsito vigentes. Aunque es variable el modo de operar y la cantidad de estos indicadores de un vehículo a otro en general pueden clasificarse en cuatro grupos:

    • Instrumentos para el control de los índices de funcionamiento técnico del coche.
    • Instrumentos para indicar los índice de circulación vial.
    • Señales de alarma.
    • Señales de alerta.

Resumen del sistema eléctrico de un vehículo

El sistema eléctrico de un vehículo es el conjunto de componentes que se encargan de generar, almacenar y distribuir la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento del motor y los accesorios. El sistema eléctrico es fundamental para el rendimiento, la seguridad y la comodidad del vehículo, ya que permite el arranque del motor, el encendido de las luces, el funcionamiento de los sistemas de audio y navegación, entre otros. Un fallo en el sistema eléctrico puede provocar problemas graves, como una pérdida de potencia, una avería del motor o un accidente. Por eso, es importante realizar un mantenimiento periódico del sistema eléctrico, revisando el estado de la batería, el alternador, el regulador de voltaje, los fusibles, los cables y los conectores.

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