Baterías y Motores de Arranque: Características, Verificación y Funcionamiento

Baterías

Características de las Baterías

• Capacidad: Cantidad eléctrica que es capaz de suministrar desde plena carga hasta quedar completamente descargada.
• FEM (Fuerza Electromotriz): Tensión medida entre los bornes en función de la fuerza electromotriz que es capaz de entregar a un circuito exterior en un momento determinado. Se distingue entre:
  • Nominal: Indicada por el fabricante en la placa.
  • En Vacío: Medida entre bornes sin carga conectada.
  • Eficaz: Tensión una vez conectada al circuito exterior y sometida a descarga.
• Intensidad de Arranque: Corriente máxima que es capaz de suministrar en un tiempo muy corto (indicada en la batería en Amperios - A).
• Rendimiento: Relación entre los Amperios-hora (Ah) suministrados por la batería a un circuito hasta quedar descargada y los Ah necesarios para su carga.

Proceso de Verificación de Baterías (con Densímetro)

1. Succionar varias veces el electrólito con el densímetro.
2. Aspirar suficiente electrólito como para que el flotador flote libremente y se pueda leer la escala.
3. Mantener el densímetro vertical durante la lectura.
4. El nivel superior del electrólito sobre la escala marca la lectura de densidad.
5. Realizar la lectura con la batería en reposo (desconectada y sin haber sido cargada o descargada recientemente).
6. Consultar el estado de carga según la tabla de densidad proporcionada por el fabricante o una tabla general (ver más abajo).
7. Tener en cuenta que la temperatura afecta a la densidad del electrólito (la densidad disminuye al aumentar la temperatura y viceversa). Corregir la lectura si es necesario según la temperatura ambiente.
8. Medir la densidad vaso a vaso. Las diferencias entre vasos no deben ser significativas.
9. Si la medida de densidad es igual o inferior a 1,210 g/cm³, se recomienda cargar la batería.

Precauciones para Cargar una Batería

1. Realizar la carga en una sala fresca y bien ventilada.
2. Limpiar bornes y terminales. Tener cuidado de no introducir residuos en los vasos de la batería.
3. Comprobar el nivel del electrólito y rellenar en caso necesario, únicamente con agua destilada, hasta 10-15 mm por encima de las placas. Nunca añadir ácido.
4. Si se cargan baterías en serie, la tensión total de carga será la suma de las tensiones individuales de cada batería.
5. Si se cargan baterías en serie de distinta capacidad, se debe seleccionar la intensidad de carga respecto a la batería de menor capacidad.
6. Conectar primero las pinzas del cargador a la batería respetando la polaridad (+ con +, - con -) y luego enchufar el cargador a la corriente.
7. ¡Muy importante! No acercar llamas ni producir chispas cerca de los orificios de llenado y ventilación de la batería, ya que durante la carga se desprende hidrógeno, gas altamente explosivo.
8. Durante la carga, los tapones de los vasos deben estar quitados o aflojados (según el tipo) para permitir la salida de gases. La temperatura del electrólito no debe sobrepasar los 50°C en el vaso central. Si esto ocurre, desconectar el cargador y revisar el proceso, ya que algo puede estar fallando.
9. Evitar que el ácido de la batería (electrólito) entre en contacto con el cargador, ya que podría dañarlo.
10. Se considera que una batería está completamente cargada cuando la intensidad de carga prescrita, la tensión entre bornes y la densidad del electrólito no varían de forma apreciable durante un periodo de aproximadamente dos horas.
11. Una vez terminada la carga, desenchufar primero el cargador de la red eléctrica y luego desconectar las pinzas de la batería.

Partes de la Batería

• Monobloque (caja)
• Tapa
• Placas (positivas y negativas)
• Separadores
• Electrólito
• Bornes

Electrólito

Es una mezcla de ácido sulfúrico (aproximadamente 36%) y agua destilada (aproximadamente 64%).

Tabla de Densidad (Referencia a 25°C)

• 1,270 - 1,290 g/cm³ = 100% Cargada
• 1,200 - 1,220 g/cm³ = 50% Cargada
• 1,110 - 1,130 g/cm³ = Descargada

Motor de Arranque

Partes Principales del Motor de Arranque

• Inducido (Rotor):

  Parte giratoria del motor, contiene el bobinado y el colector. Es el encargado de generar el giro.

• Inductor (Estátor):

  Parte fija del motor, contiene las bobinas inductoras o imanes permanentes. Es el encargado de crear el campo magnético estático.

• Soporte Lado Accionamiento:

  Carcasa que aloja el mecanismo de acoplamiento (piñón y horquilla) y sirve para la fijación del motor al vehículo.

• Soporte Lado Colector:

  Tapa que cierra el conjunto motor por el extremo opuesto al accionamiento. Aloja un cojinete (generalmente de bronce sinterizado) que sirve de apoyo al eje del inducido y los portaescobillas.

• Contactor (Solenoide o Relé de Arranque):

  Interruptor electromagnético que cumple dos funciones: acoplar el piñón con la corona del volante de inercia mediante una horquilla y cerrar el circuito de alta corriente entre la batería y el motor de arranque.

• Conjunto Piñón (Bendix):

  Mecanismo (generalmente con un sistema de rueda libre) que engrana con la corona dentada del volante de inercia para transmitir el par de giro y las revoluciones del motor de arranque al motor de combustión.

Conjunto Inductor

Formado por las bobinas inductoras (devanados de hilo o pletina de cobre de gran sección, aislados) montadas en expansiones polares fijadas a la carcasa, o bien por imanes permanentes.

Comprobaciones del Inductor (Bobinado):

• Inspección visual (puentes partidos, estado de los tornillos de masa).
• Comprobación de continuidad y resistencia de las bobinas inductoras (con óhmetro).
• Comprobación de aislamiento entre las bobinas y la carcasa (masa) (con óhmetro en escala alta o megóhmetro).

Conjunto Piñón

Incluye el piñón de ataque, un sistema de rueda libre (normalmente de enclavamiento por rodillos) y un muelle de compresión o retorno. Transmite el par y las revoluciones al volante de inercia y evita que el motor de combustión arrastre al motor de arranque una vez que ha encendido.

Principio de Funcionamiento del Motor de Corriente Continua (CC)

Se basa en la fuerza de Lorentz: una espira por la que circula una corriente eléctrica, al ser introducida en un campo magnético, se ve sometida a un par de fuerzas que la obliga a girar.

Tipos de Motor de Arranque por Conexionado del Inductor

• Excitación por Imanes Permanentes:

  El campo magnético lo crean imanes fijos. Ventajas: reducido peso y tamaño. Desventajas: par de arranque moderado. Suelen requerir una reductora para aumentar el par en el piñón.

• Excitación en Serie:

  El bobinado inductor está conectado en serie con el inducido. Es el tipo más usado en automoción por su característica principal: proporciona un gran par de arranque a bajas revoluciones y alcanza altas revoluciones en vacío (cuando el piñón no está engranado).

• Excitación Shunt (Derivación):

  El bobinado inductor está en paralelo con el inducido. Presenta un elevado consumo y un par más constante. Poco usado en motores de arranque.

• Excitación Compound (Mixta):

  Combina bobinados en serie y en paralelo. Se utiliza para motores de grandes potencias, buscando combinar las ventajas de ambos tipos de excitación.