Sistema de carga | Componentes, función, principio de funcionamiento.

¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona el sistema de carga en un vehículo? Sin duda, es uno de los elementos fundamentales para el correcto funcionamiento del motor y el resto de componentes eléctricos. En este artículo, vamos a adentrarnos en el mundo del sistema de carga y conoceremos sus componentes, su función principal y el principio de funcionamiento que lo hace posible. Así que si eres un amante de los automóviles y quieres saber más sobre este aspecto tan relevante, ¡no te pierdas esta lectura!

Sistema de carga | Componentes, función, principio de funcionamiento, consejos de diagnóstico.

El vehículo está equipado con numerosos dispositivos eléctricos para conducir con seguridad y comodidad. El vehículo necesita electricidad no sólo mientras está en marcha, sino también cuando está parado.

Por tanto, el vehículo cuenta con una batería para proporcionar energía y un sistema de carga para generar electricidad cuando el motor está en marcha. El sistema de carga suministra energía a todos los dispositivos eléctricos y carga la batería.

El sistema de carga es una parte importante del sistema eléctrico. Proporciona energía para las luces, la radio, la calefacción, los sistemas eléctricos del motor y otros accesorios eléctricos. También mantiene las baterías cargadas y las recarga cuando sea necesario.

El sistema de carga consta de tres componentes principales: el alternador, el regulador de voltaje y las baterías.

El alternador genera electricidad para operar accesorios y cargar las baterías. La transmisión suele ser proporcionada por una correa ubicada fuera del cigüeñal. El alternador convierte la energía mecánica del cigüeñal en energía eléctrica para las baterías y accesorios.
El regulador de voltaje actúa como un policía de tráfico eléctrico para controlar la salida del alternador. Detecta cuándo es necesario recargar las baterías o cuándo aumenta la demanda de energía del vehículo y ajusta la salida del alternador en consecuencia.

Las baterías son un depósito de energía eléctrica química. Su objetivo principal es hacer arrancar el motor. También proporcionan energía a los accesorios del vehículo cuando la carga eléctrica es demasiado grande para el alternador solo.

Corriente alterna trifásica

(1) Cuando un imán gira en una bobina, se crea un voltaje entre ambos extremos de la bobina. Esto crea una corriente alterna.
(2) La relación entre la corriente generada en la bobina y la posición del imán se muestra en la figura. La mayor corriente se genera cuando los polos norte y sur del imán están más cerca de la bobina. Sin embargo, por cada media revolución del imán, la corriente fluye en dirección opuesta. La corriente que forma una onda sinusoidal de esta manera se llama «corriente alterna monofásica».

Sistema de carga | Componentes, función, principio de funcionamiento.
Sistema de carga de automóviles

COMPONENTES Y FUNCIONES

Generalmente, los componentes del sistema de carga constan de alternadores y reguladores. Sin embargo, para que la electricidad generada pueda alimentarse de forma segura y precisa a la batería y a todos los consumidores eléctricos, el sistema de carga debe complementarse con algunos componentes adicionales. El componente que consiste en;

1. Batería

La función de la batería es almacenar energía eléctrica. Como un almacén, la batería almacena toda la energía eléctrica producida por el alternador y luego libera esta electricidad almacenada cuando es necesario.

2. Fusibles y eslabones fusibles

A pesar de tener la misma forma, los fusibles y eslabones fusibles tienen funciones diferentes. El fusible puede denominarse fusible principal y está ubicado cerca del terminal positivo de la batería. La función de este fusible es proteger todo el sistema eléctrico del vehículo de corrientes excesivas. En general, el fusible tiene una capacidad de carga de hasta más de 60 amperios.

Si bien la función del fusible es proteger un conjunto específico de cables eléctricos, en los sistemas de carga tradicionales existen dos fusibles de la misma capacidad (aproximadamente 10-15 amperios). Un fusible sirve como fusible regulador de voltaje y otro fusible sirve para fusionar el CHG y el relé de voltaje.

3. Luces CHG

La lámpara CHG o comúnmente llamada “luz de advertencia de carga” es una luz indicadora que indica una falla en el sistema de carga. Cuando la llave de encendido está en ON, esta lámpara se ilumina normalmente y cuando se alcanza la vida útil del motor, esta lámpara debería iluminarse. Si no se enciende, puede indicar un fallo en el sistema de carga.

4. Llave de encendido

La llave de contacto actúa como un interruptor. El sistema de carga se activa automáticamente cuando el motor está en marcha, pero la generación de un campo magnético en la bobina del rotor debe realizarse mediante un interruptor.

El interruptor de encendido sirve como interruptor para conectar y desconectar energía (corrientes positivas de la batería) desde la batería a la bobina del rotor. Cuando la llave de encendido está en ON, la energía de la batería se conecta al rotor de la bobina. Sin embargo, cuando se apaga la llave de contacto, se corta la energía. Por lo tanto, no es posible que el alternador produzca electricidad cuando la llave de encendido está apagada, incluso si el cigüeñal del motor está girando.

5. Regulador

La función del regulador es regular el voltaje producido por el generador. ¿Por qué debería estar ahí? porque el voltaje producido por el generador depende de la velocidad del motor. Esto significa que cuando la velocidad del motor es baja, el voltaje del generador también es bajo, pero cuando la velocidad del motor es alta, el voltaje del generador también es alto.

El regulador se utiliza para mantener el voltaje producido por el generador en no más de 14 voltios, incluso cuando el motor está funcionando a alta velocidad. Este ajuste de voltaje tiene como objetivo proteger los componentes eléctricos del vehículo y evitar sobretensiones.

Hay dos tipos de reguladores: el tipo convencional y el tipo IC. El tipo puntual/convencional utiliza dos bobinas para ajustar el voltaje de salida del generador. Mientras que el regulador IC utiliza un circuito IC (circuito integrado) para regular el voltaje de salida.

6. Alternador

La función del generador es convertir la energía rotacional de una parte del motor en electricidad. La entrada del generador proviene de la polea del motor, que está conectada mediante una correa trapezoidal. A medida que el rotor gira, la línea de fuerza magnética se cruza con la bobina del estator, lo que hace que los electrones fluyan sobre la bobina del estator.

La corriente en la bobina del estator no está conectada directamente a la batería, sino que debe fluir a través del puente de diodos para rectificar la corriente. Esto sucede porque la corriente en la bobina del estator es corriente alterna (corriente alterna).

7. Cable de carga

La función de los cables de carga es conectar todos los componentes del sistema de carga. Existen al menos dos tipos de cables: cables estándar y cables B+. El cable estándar tiene un diámetro pequeño, como los cables eléctricos de los automóviles en general. La función de este cable es conectar cada puerto de todo el sistema de carga.

Mientras que el cable B+ tiene un diámetro mayor que el cable estándar y es casi igual que el cable stater. La función de este cable es conectar el terminal B del alternador a la batería.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Flujo de corriente en el sistema de carga.

Corriente en cualquier posición del interruptor de encendido.

Interruptor de encendido ACC o LOCK

Interruptor de encendido en ON (cuando el motor no está en marcha)

Cuando el interruptor de encendido está en ON, la corriente fluye desde la batería al alternador. La razón de esto es la siguiente. El generador utilizado generalmente para el vehículo produce electricidad al girar el imán. El imán no es un imán permanente, sino un electroimán que genera fuerza magnética al permitir que la corriente fluya en su interior. Por lo tanto, es necesario energizar el generador antes de arrancar el motor para prepararlo para la generación de energía.

Interruptor de encendido en ON (con el motor en marcha)

FUNCIONES DEL ALTERNADOR

El alternador juega un papel importante en el sistema de carga. El generador tiene tres funciones: generación de energía, rectificación de corriente y regulación de voltaje.

(1) generación

Al transmitir la rotación del motor a la polea a través de la correa trapezoidal, el rotor electromagnético gira y genera corriente alterna en la bobina del estator.

(2) Corrección

Dado que la corriente generada en la bobina del estator es CA, no se puede utilizar para los dispositivos de CC instalados en el vehículo. Para utilizar la corriente alterna, se utiliza el rectificador para convertir la corriente alterna en corriente continua.

(3) Regulación de voltaje

El regulador IC regula el voltaje producido para mantenerlo constante incluso si cambia la velocidad del generador o la cantidad de corriente que fluye hacia los dispositivos eléctricos.

DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE CARGA

La siguiente información general ha sido recopilada como guía para diagnosticar el sistema de carga. Para procedimientos de diagnóstico del sistema de carga específicos y precauciones de seguridad para su vehículo, consulte el manual de servicio del fabricante del equipo original correspondiente.

AUDITORÍA BANCARIA

Si hay disponible un banco de pruebas del alternador, siga los procedimientos incluidos en el manual del propietario del banco de pruebas para realizar una prueba de rendimiento del alternador. Esta prueba determina si el rendimiento del alternador está dentro de sus especificaciones de rendimiento, evitando el reemplazo innecesario del alternador.
Si el rendimiento del alternador está dentro de las especificaciones cuando se prueba en el banco, solucione los problemas en el resto del circuito de carga del vehículo y otros circuitos eléctricos que puedan afectar el rendimiento del circuito de carga. Consulte el manual de servicio del fabricante del vehículo correspondiente para conocer los procedimientos y diagramas de cableado necesarios para identificar y resolver problemas adicionales del circuito de carga.
Si los resultados del banco de pruebas muestran que la salida del alternador está fuera de las especificaciones, reemplace el alternador. Siga los procedimientos recomendados por el fabricante del vehículo para verificar el resto del circuito de carga y otros circuitos que puedan afectar el rendimiento del circuito de carga.

CONSEJOS ÚTILES

1. ¿Cuál es el estado de la batería?
• Antes de inspeccionar el sistema de carga, siempre se debe realizar una inspección visual y una prueba de rendimiento de la batería. La batería debe estar completamente cargada (12,6 voltios) y los cables, conectores y carcasa de la batería deben estar en buenas condiciones y limpios. Esto también incluye la conexión a tierra del bastidor y la carrocería (consulte la inspección visual y la prueba de rendimiento de la batería).

2. ¿Están abiertas las copias de seguridad?

• Verifique los fusibles en todas las cajas de fusibles. Un fusible abierto indica uno o más problemas de circuito que pueden afectar el circuito de carga. Consulte el manual del propietario o el manual de servicio del fabricante para conocer la ubicación de cada caja de fusibles.

3. ¿Están abiertas las conexiones fusibles?

• Puede haber varios fusibles que controlan el voltaje de la batería a los circuitos del vehículo. Cuando un eslabón fusible está abierto, se pierde completamente la energía en cualquier sistema o circuito eléctrico que controle el eslabón fusible abierto. Consulte el manual de instrucciones o el manual de servicio del fabricante para conocer la ubicación de cada fusible.

4. ¿Está la tensión de la correa de transmisión del alternador dentro de las especificaciones?

Demasiado flojo – Si la correa de transmisión está demasiado floja, se deslizará alrededor de la polea y hará que el alternador se cargue de manera errática o no se cargue en absoluto.
Demasiado apretado – Si la correa de transmisión está demasiado apretada, el daño al cojinete interno provocará una falla prematura del generador.

5. ¿Está la correa de transmisión del alternador en buenas condiciones y tiene el tamaño correcto?

Desgastado o demasiado apretado – Si la correa de transmisión del alternador está desgastada o es demasiado estrecha, se deslizará alrededor de la polea, provocando que el alternador se cargue de forma errática o no se cargue en absoluto.
Nueva correa de transmisión – La vida útil de una correa de transmisión del alternador nueva es de aproximadamente 10 minutos. Es importante comprobar la tensión de la correa después de los primeros 10 minutos de funcionamiento y ajustarla a la especificación «usada».

6. ¿El vehículo fue modificado o equipado con equipo adicional después de salir de fábrica?

Accesorios – Los accesorios no fabricados en fábrica como teléfonos, enchufes de computadora, televisores, refrigeradores, equipos de música o lámparas, etc. pueden sobrecargar la potencia del generador y provocar fallas prematuras.
• Instalación inadecuada de accesorios – Los procedimientos inadecuados de instalación de accesorios pueden causar problemas de carga. Algunos de estos problemas pueden incluir puntos de conexión a tierra deficientes, conexiones sueltas o cableado inadecuado.


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Sistema de carga | Componentes, Función, Principio de funcionamiento

El vehículo está equipado con muchos dispositivos eléctricos para conducir de manera segura y cómoda. El vehículo requiere electricidad no solo mientras está en movimiento, sino también mientras está detenido.

Por lo tanto, el vehículo tiene una batería para suministrar energía y un sistema de carga para generar electricidad mediante el funcionamiento del motor. El sistema de carga suministra electricidad a todos los dispositivos eléctricos y carga la batería.

El sistema de carga es una parte importante del sistema eléctrico. Proporciona corriente eléctrica para las luces, la radio, el calentador, los sistemas eléctricos del motor y otros accesorios eléctricos. También mantiene las baterías en un estado cargado, recargándolas cuando es necesario.

El sistema de carga tiene tres componentes principales: el alternador, el regulador de voltaje y las baterías. El alternador genera energía eléctrica para alimentar accesorios y recargar las baterías. Normalmente, está impulsado por una correa ubicada en el cigüeñal. La energía mecánica del cigüeñal se convierte en energía eléctrica para las baterías y accesorios. El regulador de voltaje actúa como un agente de tráfico eléctrico para controlar la salida del alternador. Detecta cuándo las baterías necesitan recargarse o cuándo aumentan las necesidades eléctricas del vehículo y ajusta la salida del alternador en consecuencia. Las baterías son un depósito de energía eléctrica química. Su propósito principal es arrancar el motor. También suministran energía a los accesorios del vehículo cuando la carga eléctrica es demasiado grande para el alternador solo.

Corriente alterna trifásica:
(1) Cuando un imán gira dentro de una bobina, se creará una tensión entre los extremos de la bobina. Esto dará lugar a una corriente alterna.
(2) La relación entre la corriente generada en la bobina y la posición del imán se muestra en la figura. La mayor cantidad de corriente se genera cuando los polos N y S del imán están más cerca de la bobina. Sin embargo, la corriente fluye en dirección opuesta con cada media vuelta del imán. La corriente que forma una onda sinusoidal de esta manera se llama «corriente alterna monofásica».

Componentes y funciones del sistema de carga automotriz:
En general, los componentes del sistema de carga están compuestos por alternadores y reguladores. Sin embargo, el sistema de carga necesita agregar algunos componentes adicionales para que la electricidad generada pueda suministrarse de manera segura y precisa a la batería y a todas las cargas eléctricas. Los componentes consisten en:

1. Batería:
La función de la batería es almacenar energía eléctrica. Al igual que un almacén, la batería almacenará toda la energía eléctrica generada por el alternador y luego se eliminará esta electricidad almacenada cuando sea necesario.

2. Fusibles y enlaces fusibles:
Los fusibles y los enlaces fusibles tienen diferentes funciones aunque tienen la misma forma. El enlace fusible se puede llamar como fusible principal que se coloca cerca del terminal positivo de la batería. La función de este fusible es proteger todo el sistema eléctrico del automóvil de corrientes excesivas. Generalmente, el enlace fusible tiene una capacidad de más de 60 amperios.

Por otro lado, la función del fusible es ser una seguridad de una serie de cables eléctricos específicos. En el sistema de carga convencional, hay dos fusibles con la misma capacidad (aproximadamente 10-15 amperios). Un fusible se utiliza como fusible del regulador de voltaje y otro fusible se utiliza para asegurar el relé CHG y de voltaje.

3. Luces de CHG:
La lámpara CHG o comúnmente llamada «luz de advertencia de carga» es una luz indicadora que indica la presencia de un fallo en el sistema de carga. Cuando la llave de encendido está encendida, esta luz se encenderá normalmente, al igual que cuando se enciende el motor. Si está apagado, podría significar una falla en el sistema de carga.

4. Llave de encendido:
La llave de encendido funciona como un interruptor. El sistema de carga se activará automáticamente cuando el motor esté en marcha, pero para generar un campo magnético en la bobina del rotor, es necesario usar un interruptor. La llave de encendido se utiliza como interruptor para conectar y desconectar la corriente (corriente positiva de la batería) desde la batería hasta la bobina del rotor. Cuando la llave de encendido está activada, la electricidad de la batería a la bobina del rotor se conectará. Sin embargo, cuando se apague la llave de encendido, se cortará el suministro de energía. Por lo tanto, no es posible que el alternador genere electricidad cuando la llave de encendido esté apagada, incluso si el cigüeñal del motor está en movimiento.

5. Regulador:
La función del regulador es regular la tensión generada por el alternador. ¿Por qué debería estar allí? porque el voltaje generado por el alternador depende de las RPM del motor. Esto significa que si las RPM del motor son bajas, el voltaje del alternador también será bajo, pero si las RPM del motor son altas, el voltaje del alternador también será alto.

El regulador se utilizará para mantener el voltaje generado por el alternador por debajo de los 14 voltios, incluso si el motor funciona a RPM altas. Esta configuración de voltaje tiene como objetivo proteger los componentes eléctricos del vehículo para evitar sobrevoltaje.

Hay dos tipos de reguladores: tipo convencional y tipo de IC. El tipo convencional utiliza dos bobinas para ajustar el voltaje de salida del alternador, mientras que el regulador de IC utiliza un circuito integrado para regular el voltaje de salida.

6. Alternador:
La función del alternador es convertir una parte de la energía de rotación del motor en electricidad. La entrada del alternador proviene de la polea del motor conectada a través de una correa en V. La rotación del rotor causará la intersección de la línea de fuerza magnética con la bobina del estator para que los electrones fluyan en la bobina del estator.

La electricidad en la bobina del estator no está conectada directamente a la batería, sino que debe pasar a través del puente de diodos para rectificar la corriente. Esto se hace porque la corriente en la bobina del estator es corriente alterna (AC).

7. Cables de carga:
La función de los cables de carga es conectar cada componente del sistema de carga. Hay al menos dos tipos de cables: cable estándar y cable B +. El cable estándar tiene un diámetro pequeño, como el cableado eléctrico del automóvil en general. La función de este cable es conectar cada terminal en todo el sistema de carga.

Mientras tanto, el cable B + tiene un diámetro mayor que el cable estándar y casi coincide con el cable de arranque. La función de este cable es conectar el terminal B del alternador con la batería.

Principio de funcionamiento:
Flujo de electricidad en el sistema de carga.

Electricidad en cada posición del interruptor de encendido.

Interruptor de encendido ACC o LOCK.

Interruptor de encendido ON (cuando el motor está detenido).

Cuando el interruptor de encendido está en la posición ON, la corriente fluye desde la batería hasta el alternador. La razón de esto es la siguiente. El alternador generalmente utilizado para el vehículo genera electricidad mediante la rotación del imán. El imán no es un imán permanente, sino un electroimán que genera fuerza magnética al circular la electricidad en su interior. Por lo tanto, es necesario suministrar electricidad al alternador antes de arrancar el motor para prepararlo para generar electricidad.

Interruptor de encendido ON (cuando el motor está en marcha).

Funciones del alternador:
El alternador desempeña un papel importante en el sistema de carga. El alternador tiene tres funciones: generar electricidad, rectificar corriente y regular voltaje.

Generación: Transmitir la revolución del motor a la polea a través de la correa en V hace que el rotor electromagnetizado gire, generando corriente alterna en la bobina del estator.

Rectificación: Dado que la electricidad generada en la bobina del estator es corriente alterna, esto no se puede usar para los dispositivos eléctricos de CC instalados en el vehículo. Para utilizar la corriente alterna, se utiliza un rectificador para convertir la corriente alterna en corriente continua.

Regulación de voltaje: El regulador de IC regula el voltaje generado para que el voltaje sea constante incluso cuando la velocidad del alternador o la cantidad de corriente que fluye en los dispositivos eléctricos cambien.

Diagnóstico del sistema de carga:
La siguiente información general se ha recopilado como una guía para el diagnóstico del sistema de carga. Consulte el manual de servicio del fabricante del equipo original correspondiente para obtener información específica relacionada con los procedimientos de diagnóstico del sistema de carga y las precauciones de seguridad para su vehículo.

Pruebas en el banco:
Si dispone de un banco de pruebas de alternadores, siga los procedimientos que se encuentran en el manual de instrucciones del banco de pruebas para realizar una prueba de rendimiento del alternador. Esta prueba determinará si la salida del alternador está dentro de su especificación de rendimiento, evitando un reemplazo innecesario del alternador.

Si la salida del alternador está dentro de las especificaciones durante las pruebas en el banco, solucione los problemas que pueda haber en el resto del circuito de carga del vehículo y otros circuitos eléctricos que puedan afectar el rendimiento del circuito de carga. Consulte el manual de servicio del fabricante del vehículo correspondiente para conocer los procedimientos y esquemas de circuito necesarios para identificar y corregir problemas adicionales del circuito de carga.

Si los resultados de las pruebas en el banco muestran que el rendimiento de salida del alternador está fuera de las especificaciones, reemplace el alternador. Siga los procedimientos recomendados por el fabricante del vehículo para inspeccionar el resto del circuito de carga y otros circuitos eléctricos que puedan afectar el rendimiento del circuito de carga.

Consejos útiles:
1. ¿Cuál es el estado de la batería?
– Siempre se debe realizar una inspección visual y una prueba de rendimiento de la batería antes de inspeccionar el sistema de carga. La batería debe estar completamente cargada (12.6 voltios) y los cables, terminales y carcasa de la batería en buen estado y limpios. Esto incluye también las conexiones a tierra del chasis y del cuerpo.

2. ¿Hay fusibles abiertos?
– Verifique los fusibles en todas las cajas de fusibles. Un fusible abierto indica problemas en los circuitos que pueden afectar el circuito de carga. Consulte el manual del propietario o el manual de servicio del fabricante para conocer la ubicación de cada caja de fusibles.

3. ¿Hay enlaces fusibles abiertos?
– Puede haber varios enlaces fusibles que controlan el voltaje de la batería a los circuitos eléctricos del vehículo. Si hay un enlace fusible abierto, se perderá por completo el voltaje de suministro en todos los sistemas eléctricos o en el circuito(s) eléctrico(s) que controla el enlace fusible abierto. Consulte el manual del propietario o el manual de servicio del fabricante para conocer la ubicación de cada enlace fusible.

4. ¿La tensión de la correa de transmisión del alternador está dentro de las especificaciones?
– Demasiado floja: Si la correa de transmisión está demasiado floja, se deslizará alrededor de la polea, lo que hará que el alternador se cargue de manera irregular o no se cargue en absoluto.
– Demasiado apretada: Si la correa de transmisión está demasiado apretada, dañará los cojinetes internos y causará una falla prematura del alternador.

5. ¿La correa de transmisión del alternador está en buen estado y es del tamaño adecuado?
– Desgastada o muy estrecha: Si la correa de transmisión del alternador está desgastada o es demasiado estrecha, se deslizará alrededor de la polea, lo que hará que el alternador se cargue de manera irregular o no se cargue en absoluto.
– Correa de transmisión nueva: La vida útil de una correa de transmisión nueva del alternador es de aproximadamente 10 minutos. Es importante verificar y ajustar la tensión de la correa a la especificación «usada» después de los primeros 10 minutos de funcionamiento.

6. ¿Se ha modificado el vehículo o se ha instalado equipo adicional después de salir de fábrica?
– Accesorios: Los accesorios no originales como teléfonos, tomas de corriente para computadoras, televisores, refrigeradores, equipos de sonido o luces, entre otros, pueden sobrecargar el rendimiento del alternador y causar una falla prematura.
– Instalación incorrecta de accesorios: Los procedimientos de instalación incorrecta de accesorios pueden causar problemas de carga. Algunos de estos problemas pueden incluir puntos de conexión a tierra deficientes, conexiones flojas o cableado incorrecto.

Fuentes adicionales:
– [Enlace 1](https://www.thespruce.com/how-car-charging-system-works-4822003)
– [Enlace 2](https://mechanicbase.com/electrics/charging-system/)

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