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Industrias Kaiser Argentina http://www.jeep - ika.com.ar ELECTRICIDAD BASICA Revisión al: 23/08/08 Indice A - MAGNETISMO B - DINAMO C - BATERIA D - DISYUNTOR E - REGULADOR DE VOLTAJE F - REGULADOR DE VOLTAJE-INTENSIDAD G - DINAMO DE TERCERA ESCOBILLA H - ALTERNADOR I - ARRANQUE J - ENCENDIDO K - BUJIAS L - CONJUNTO DEL ENCENDIDO M - AVANCE AL ENCENDIDO N - PUESTA A PUNTO A - MAGNETISMO Se llama imán a toda sustancia que tenga la propiedad de atraer al hierro, a sus derivados (fundición, acero) y a otros cuerpos como el níquel, por ejemplo. En la naturaleza se encuentra un mineral, llamado piedra imán que goza de esta pro piedad, y sí en ella se frota una barra de acero, ésta se convierte en un imán. En la práctica todos los imanes empleados son de acero al que se comunica el magnetismo por medio de corrientes eléctricas, con lo que se consigue disponer de imanes muy potentes. Un imán de acero conserva su magnetismo durante mucho tiempo, a no ser que le golpee fuertemente o se le caliente a alta temperatura Los imanes se hacen casi siempre de forma de herradura (fig. 1) o rectos (fig. 2). La fuerza de atracción reside principalmente en los extremos que en las figuras se señalan con las letras N y S. Esto se demuestra metiendo un

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Industrias Kaiser Argentina

http://www.jeep-ika.com.ar

ELECTRICIDAD BASICA

Revisión al: 23/08/08

Indice

A - MAGNETISMO B - DINAMO C - BATERIA D - DISYUNTOR E - REGULADOR DE VOLTAJE F - REGULADOR DE VOLTAJE-INTENSIDAD G - DINAMO DE TERCERA ESCOBILLA H - ALTERNADOR I - ARRANQUE J - ENCENDIDO K - BUJIAS L - CONJUNTO DEL ENCENDIDO M - AVANCE AL ENCENDIDO N - PUESTA A PUNTO

A - MAGNETISMO

Se llama imán a toda sustancia que tenga la propiedad de atraer al hierro, a sus derivados (fundición, acero) y a otros cuerpos como el níquel, por ejemplo.

En la naturaleza se encuentra un mineral, llamado piedra imán que goza de esta pro piedad, y sí en ella se frota una barra de acero, ésta se convierte en un imán. En la práctica todos los imanes empleados son de acero al que se comunica el magnetismo por medio de corrientes eléctricas, con lo que se consigue disponer de imanes muy potentes. Un imán de acero conserva su magnetismo durante mucho tiempo, a no ser que le golpee fuertemente o se le caliente a alta temperatura

Los imanes se hacen casi siempre de forma de herradura (fig. 1) o rectos (fig. 2). La fuerza de atracción reside principalmente en los extremos que en las figuras se señalan con las letras N y S. Esto se demuestra metiendo un

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imán en un montón de limaduras de hierro pues al sacarlo se le quedan adheridas en la forma que indica la figura 2, en la que se ve que en los extremos del imán, llamados también polos , se agolpa la mayoría de las limaduras.

Si una barra de acero imantada se suspende por su centro como indica la figura 3 sucede que uno de sus extremos, siempre el mismo, apunta a una dirección fija, hacia el Norte de la Tierra, razón por la cual se llama polo Norte a esa extremidad del imán y polo Sur a la opuesta, designándose abreviadamente con las letras N y S. La brújula es una pequeña aguja de acero imantada que por tener esta propiedad sirve para orientarse, pues con ella se sabe siempre cual es la dirección Norte.

Esto ya indica que los dos polos tienen naturaleza diferente, y, en efecto, así, es, pues si acercamos, un imán a otro (fig. 4) se ve que los extremos N entre sí se repelen , lo mismo que los S entre sí; en cambio , el polo N de uno es atraído por el S del otro. Es decir que los polos del mismo nombre se repelen, y los de nombre contrario se atraen.

Esto se explica porque entre los polos N. y S. hay una corriente de fluido o flujo magnético, que es el que efectúa su mutua atracción.

En la figura 5 Se ve representado por flechas el flujo magnético que ejerce la atracción entre los polos N. y S. de dos imanes; y en la figura 6 se ve este flujo repeliendo dos polos Norte y yendo a buscar en cambio. el Sur de su propio imán.

Entre los polos de un imán en herradura (figura 7) existirá, por tanto un flujo magnético que va del polo N. al S. del imán, y que se señala con líneas de puntos en la figura.

Este espacio entre los dos polos por donde va el fluido se llama campo magnético. El flujo que va por fuera desde el polo N. al polo S. vuelve otra vez desde el polo S. al N. por dentro del imán, pues el circuito que recorre es cerrado.

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Si entre los polos de ese imán se coloca una barra de hierro B (fig. 8), el flujo magnético se concentra por ella y la atrae por ser el hierro muy buen conductor del magnetismo; pero sí se coloca una barra de latón o aluminio (fig. 9), el flujo no va por ella y sigue pasando a través del aire, porque ambos metales son malos conductores del magnetismo (antimagnéticos) y no son atraídos.

Inducción

En la figura 10 se representa un imán en herradura, y con líneas de puntos se señala el flujo magnético que el polo N. envía constantemente al polo S. a través del aire que los separa (campo magnético).

Se toma un trozo de conductor (un pedazo de hilo de cobre) por ejemplo, se le da una vuelta (que se llama espira), se coloca esta espira en el campo magnético como se ve en abcd, y los extremos o terminales se unen a un amperímetro o a un galvanómetro G (aparato que sirve para acusar el paso de la corriente eléctrica por un circuito). De este modo la espira constituye un circuito cerrado. Si ahora se hace girar esta espira en el sentido de la flecha F, el flujo magnético que en la figura 10 pasa por dentro del bucle o lazo que forma el conductor, cuando ésta haya girado un cuarto de vuelta ya no pasará por el interior de la espira (figura 11), pues el flujo la toma de canto y pasará rozando sus caras, pero sin pasar por dentro de ella. Al girar otro cuarto de vuelta (figura 12), el flujo vuelve a pasar por dentro de la espira, pues la agarra de espaldas; al otro cuarto de vuelta (figura 13) ya no pasa por dentro porque la espira está otra vez de canto a la dirección del flujo y por último, al girar otro cuarto de vuelta más la espira vuelve a estar como en la figura 10, presentándose de frente al flujo, que pasa por su interior.

Pues bien, debido precisamente a esta variación del flujo magnético que pasa por el interior de la espira, se comprueba que al girar esta nace una corriente eléctrica en ella, corriente que es acusada porque la aguja del galvanómetro se desvía de su posición de reposo.

Si en vez de girar una sola espira giran varias, en cada una de ellas nace una corriente eléctrica, y la corriente total obtenida será mayor.

Este importante fenómeno, llamado de inducción porque la variación del flujo induce la corriente en la espira, es el fundamento de todas las máquinas productoras de electricidad: dínamos (generadores de corriente continua) y alternadores (generadores de corriente alterna).

Electroimán

Por el contrario, mediante una corriente eléctrica se puede hacer un imán (fig. 14). Sobre una barra cilíndrica de hierro dulce PQ (llamada núcleo) se arrolla una serie de vueltas o espiras E de cable conductor. Los extremos de

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este arrollamiento (que se llama bobina) se unen a los bornes + y de un generador o un depósito de electricidad A, intercalando en el circuito el interruptor 1. cuando éste se cierra (fig. 15), la corriente pasa por todas las espiras que forman la bobina, y ocurre el curioso fenómeno de que el núcleo se convierte en un imán, apareciendo los dos polos N. y S. como en un imán permanente de acero. En cuanto se corta la corriente con el interruptor 1, el magnetismo desaparece; y cada vez que se cierra el circuito se convierte la bobina con su núcleo en un imán, que, por ser debido a la electricidad, se llama electroimán

B - DINAMO

Dinamo.

La corriente eléctrica se obtiene por medio de un aparato llamado dínamo, obligado a girar por el motor del coche, y cuyo fundamento está en lo explicado en la Inducción. Ahora bien: cuando la espira ocupaba la posición de la figura 10, y pasa por la 11 hasta la 13, durante toda esta media vuelta la corriente engendrada tiene un sentido determinado, precisamente el d-c-b-a; cuando la espira gira la otra media vuelta, desde la figura 12, pasando por la 13, hasta nuevamente la 10, se comprueba que la corriente tiene sentido contrario, a-b-c-d. Es decir, la corriente eléctrica, alternativamente, cambia de sentido, como asimismo su tensión o voltaje.

Si el extremo a de la espira se une a un anillo, y el d a otro, y en ambos anillos se apoyan frotadores, por éstos se sacará al exterior la electricidad generada en la espira, obteniéndose una corriente alterna, muy usada en las aplicaciones industriales (alumbrado, fuerza motriz, etc.).

En la figura 16 se representa gráficamente la variación alternativa de la corriente según la posición de la espira giratoria; al pasar por la posición 1 hay un instante en que, prácticamente, no hay variación en el flujo magnético que corta, y la corriente engendrada es nula, como se representa en la curva de debajo; en 2 es cuando la variación del flujo cortado por la espira es la mayor posible y la corriente vale un máximo a; en 3 vuelve a ocurrir lo de 1 y la corriente se anula de nuevo. Al pasar a la posición 4 es cuando se comprueba que la corriente inducida cambia de sentido, por lo que su valor c se pone en sentido contrario al de a. La posición S es otra vez la 1, repitiéndose el ciclo. La corriente tiene, pues, la forma de la curva trazada, que representa con claridad los valores que alternativamente toma en sentidos contrarios.

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Pero en los automóviles lo que conviene es disponer de una tensión constante, no alternativa, y para ello se recurre a un artificio que proporciona la corriente siempre en el mismo sentido, llamada corriente continua, que también es bastante utilizada en la práctica de la industria eléctrica. Para ello, en vez de disponer los anillos citados (fundamento de los alternadores), se unen (fig. 17) los extremos de la espira a las dos mitades aisladas (delgas) de un solo anillo cortado, y sobre éste se apoyan unos frotadores o escobillas, por una de las cuales se saca la corriente para ser utilizada, y por la otra regresa cerrando circuito.

Cada vez que la corriente cambia de sentido en la espira, se invierte también la posición de las delgas a causa del giro: al pasar por la posición 3, la corriente se anula; pero al mismo tiempo se invierte la colocación de las delgas ante las escobillas, de modo que éstas siguen conservando la misma polaridad y la corriente circula por el circuito exterior en el mismo sentido que antes; es decir, ahora la curva de corriente es como se representa debajo, con el valor c correspondiente a la posición 4, en el mismo sentido que a, gracias al artificio del anillo cortado o colector.

En vez de tener un solo hilo la espira, en realidad tiene varias vueltas, formando una bobina, y son los extremos de ésta los que se unen a las delgas; sobre el armazón redondo que sirve de soporte a la bobina se colocan otras bobinas más, llenando el hueco de la parte no ocupada (figura 18) cada una (1, 2, 3...) con sus extremos unidos a las correspondientes delgas (1-1, 2-2, 3-3...), piezas de cobre aisladas entre sí por finas hojas de material no conductor. El conjunto de las delgas forma el colector sobre el cual se apoyan las dos escobillas de carbón que recogen la electricidad en forma de corriente continua, pues como se ve a la derecha de la figura, las escobillas recogen la corriente de la bobina 3 cuando vale el máximo, enseguida el máximo de 2, luego viene el máximo de la 1, luego otra vez el de la 3, etc.; o sea que en vez de haber un máximo por media vuelta, habrá ahora tres, y la corriente resultante es la R. Cuantas más bobinas haya, más regular será la corriente continua obtenida.

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En vez de producirse el campo magnético con sólo un imán permanente, se refuerza el efecto de éste por medio de unas bobinas (N y S en las figuras anteriores) que, al ser recorridas por parte de la misma Corriente que produce la dínamo, se convierten en electroimanes y añaden su flujo al de los imanes (fig. 19): de las escobillas (+) y (-) que recogen la corriente en el colector, se deriva un Circuito formando las bobinas B arrolladas sobre los polos N y S. Se dibuja la salida al circuito de utilización o de carga, representado por una resistencia R como ejemplo. Los imanes y las bobinas que sobre ellos van montadas reciben el nombre de inductores. La parte giratoria, donde van las espiras en las que nace la corriente eléctrica, se llama inducido.

En la figura 20 se representa una dínamo desarmada. P es uno de los dos polos del imán (el otro está arriba, enfrente de P), cuyo magnetismo se refuerza por medio do las bobinas inductoras dibujadas Dentro de la armadura, en el campo magnético formado entre el polo P y el opuesto, gira el inducido o núcleo de la dínamo, cuyo eje se apoya en cojinetes situados en ambas tapas de la armadura: en la figura se dibuja la tapa N que lleva las escobillas. Éstas (J, K) se apoyan frotando sobre el colector, del que recogen la corriente. Para poder examinar o arreglar las escobillas y el colector, la armadura lleva unas ventanas que se cubren con un aro o cinta metálica llamado «tapa-escobillas».

La figura 21 muestra una dínamo armada, pero cortada para enseñar el interior detallado en la leyenda. De los dos cojinetes, el 5 próximo a la polea 6 por la que recibe movimiento desde el cigüeñal suele ser de bolas; el del otro extremo 13 muchas veces es del tipo liso, en ocasiones autoengrasante G (fig. 31, o sea con depósito de lubricante H montado de fábrica, que dura toda la vida de la dinamo; o, que se empapa una vez al año).

De las escobillas, como ya se dio, se deriva una parte de la corriente producida, para los inductores; una de

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aquéllas se pone a masa, ya que en los automóviles se emplea ésta como conductor de vuelta para cerrar cada circuito. El esquema eléctrico queda, pues, como en la figura 22 C es el colector, E las escobillas, y R representa un receptor cualquiera en el circuito de utilización; adviértase la existencia de un fusible F en el circuito de los inductores I muy importante porque la dinamo envía toda la corriente que produce en la batería de acumuladores: si el coche marcha sin esta por cualquier circunstancia o se corta la conexión con la dinamo por avería, salvo que el regulador de tensión funcione perfectamente, la tensión subirá con la velocidad y toda la corriente generada seria a través de los inductores, quemándolos; el fusible los protege al fundirse antes de que se calienten con exceso.

Por esto, debe cuidarse de no cambiarlo por otro de mayor capacidad porque si deja pasar más corriente de la calculada para los inductores, éstos se calientan peligrosamente antes aún de quemarse el fusible; y en caso de tener que andar el coche sin batería, convendrá quitar el fusible, cortando así el circuito, para que no se queme en balde. En la dinamo de la figura 31, el fusible F va en un tapón atornillado

Las disposiciones de escobillas expuestas corresponden a dinamos de dos polos o bipolares (figura 23), que señala el camino seguido por el flujo magnético: entre los polos N y S se coloca el núcleo primario o inducido; el flujo vuelve por la armadura de 3 a N); pero hay también, en automóviles, dinamos con dos parejas de polos o tetrapolares (figura 24) en las que las escobillas para recoger la corriente y no estarán opuestas, sino formando ángulo recto, como los polos N y S de cada pareja. Algunas veces se usan dinamos con seis polos.

El núcleo o inducido de la dínamo tiene la forma de tambor cilíndrico (figs. 25 y 26) con ranuras en las que se floja d devanado o conjunto de cables en los que nace la corriente al girar dentro del campo magnético inductor. Hay dos tipos de devanado: el imbricado (fig. 27) y el ondulado (fig. 28). En ambos, no es un solo hilo el que pasa por las ranuras, corno hubo de dibujarse por claridad de las figuras; en la 26, por ejemplo, el cable que parte de la delga 22 entra en la ranura r, pasa por detrás a la 4 y sale por delante pero no se conexiona directamente a la delga 9, sino que como se indica en la línea de puntos en A vuelve a la ranura 1 a dar otra vuelta, y así varias veces formando una bobina.

El devanado imbricado, casi siempre usado en las dínamos bipolares, se hace como ejemplo en la figura 26 sobre un tambor de 14 ranuras, con un colector de doble número de delgas (28). Sale el cable de la delga r a las ranuras 12 de ida y 4 de vuelta, casi opuestas, y se enrolla varias veces sobre 12 y 4 hasta que a la décima espira que forma, se conexiona a la delga 2. De ésta sale otro cable, que forma otra bobina de diez espiras (suelen ser de seis a doce) en las ranuras 13 y 5; y así sucesivamente. En la figura 27 se presenta otro ejemplo:

Aquí aparecen desarrolladas las ranuras y delgas, de las que hay 12 y 24, respectivamente; este sistema de representación es el usado en los esquemas de reparación, pues permite dibujar la totalidad del devanado, para el que basta añadir la clase de hilo v el número de espiras en cada bobina.

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El devanado ondulado es el que generalmente se emplea en dínamos tetrapolares; la fig. 26 muestra cómo se pasan las bobinas cuyas espiras inicial y terminal, después de enrollarse en las ranuras 1 y 4, se conexionan a las delgas 22 y 9 respectivamente.

La figura 28 es el esquema desarrollado de otro ejemplo de esta misma clase sobre un tambor de 14 ranuras con 29 delgas (el doble mas una, en los ondulados).

Las dínamos bipolares pequeñas suelen llevar una sola bobina inductora, sobre el único polo saliente de la armadura (fig. 29), pues para crear el campo magnético en que gira el inducido no hace falta realmente que los dos polos lleven arrollarnientos: un solo electroimán basta para crear fuerte magnetismo. El flujo sigue el camino magnético, a través del núcleo de la dínamo, hacía enfrente S, y cierra por la armadura exterior, de modo que el inducido gira lo mismo en un campo magnético. Análogamente, en las dinamos tetrapolares (fig. 26) pueden llevar arrollamientos los cuatro polos o sólo dos de ellos.

La creciente aplicación de la electricidad a servicios interiores del coche (más luces, radio-receptor, encendedores de cigarros y otros servicios) hace que las dinamos sean cada vez mas potentes, capaces de producir más intensidad de corriente (puesto que el voltaje de la instalación es constante), y para no hacerlas muy voluminosas trabajan bastante recargadas. Una de las propiedades de la electricidad es que calienta los conductores por donde circula (cualidad que se aprovecha para muchas aplicaciones, como es la calefacción); los hilos que forman el arrollamiento del inducido de las dinamos están calculados para producir una determinada intensidad de corriente sin calentamiento excesivo que derrita o queme su aislamiento de algodón, barniz y goma, y para conseguir su refrigeración las dínamos modernas disponen de una ventilación adecuada.

Si la dinamo está montada en el mismo eje del ventilador, la corriente de aire de ésta penetra por orificios de la coraza y recorre su interior; pero si, como es lo frecuente, la correa G del ventilador (fig. 30) es la que mueve la polea P de la dinamo en distinto eje que aquél, entonces la misma cara interna de la polea lleva unas paletas A que actúan como bomba centrifuga aspirando por el centro el aire que entra por orificios de la tapa trasera T, recorre el interior de la dinamo entre el inducido y los inductores (camino de las flechas) y sale expulsado hacia fuera por dichas paletas.

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El mismo sistema de ventilación se representa en la figura 31, indicándose con flechas el camino del aire. Aquí las paletas A no están en la polea, sino que forman parte de un plato S giratorio con el inducido: el aire entra por orificios de la tapa trasera Y para salir por los de la delantera K. El borne de toma de corriente para el exterior, en esta dinamo es el C.

El tensado de la correa del ventilador se realiza por basculamiento de la dínamo que, generalmente, es el medio para atirantar dicha correa.

C - BATERIA

BATERÍA DE ACUMULADORES

La corriente eléctrica de la dínamo se produce cuando gira arrastrada por el motor del coche, de modo que si éste está parado la dínamo no genera electricidad, y no podría hacerse funcionar el alumbrado, el arranque eléctrico (precisamente necesario en ese momento) y demás servicios. Esta dificultad se resuelve haciendo que la corriente que produce la dinamo con el motor en marcha deje su energía «almacenada» en unos recipientes llamados acumuladores, que, en realidad, es de donde se saca siempre, esté o no en marcha el motor del coche. El papel de la dínamo es cargar los acumuladores de modo que se compensen todos los gastos que éstos realizan.

Un acumulador de los usados en los automóviles está constituido por un vaso de ebonita (caucho endurecido y moldeado), en cuyo interior hay una serie 1 de placas de plomo (fig. 32) enlazadas entre sí por el puente a, intercaladas entre otras N que, a su vez, están unidas por su puente b, formando ambas series el bloque 2. Los dos puentes llevan los bornes que en la figura se marcan con los signos + v - las placas que forman un grupo N al que pertenecen las exteriores, son las placas negativas, conexionadas al borne negativo de la dínamo, intercaladas dentro de ellas van las positivas P, de las que habrá una menos (en la figura hay cinco positivas entre seis negativas).

Entre las placas de plomo positivas y negativas se colocan unos separadores S, que desde hace ya algunos años son dobles: pegando con las placas negativas se ponen hojas de madera, como el cedro, ranuradas en la cara de contacto para que pueda circular bien el ácido; como éste se calienta al funcionar la batería, poco a poco va corroyendo a la madera, y por ello comienzan a usarse otras láminas, también ranuradas, de material plástico.

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En contacto con ambas caras de las placas positivas se ponen chapas de ebonita perforada o, modernamente, de lana de vidrio, Los separadores aíslan eléctricamente unas placas de otras; por su porosidad, ranuras o agujeros permiten circular el líquido, y con su rigidez: mantienen firme el bloque) formando todo él un sólido paquete.

Cada placa la constituye un armazón o retícula gruesa de aleación de plomo como se indica en el dibujo cuyos huecos se rellenan a presión con una pasta de óxido de plomo, que es la materia activa que interviene en las reacciones químicas. El (empaquetado) que causan los separadores conserva la pasta en las celdas.

El vaso está lleno, hasta un centímetro por encima de las placas y separadores, de un liquido llamado electrolito, compuesto de ácido sulfúrico diluido en proporción conveniente con agua destilada (es decir, agua químicamente pura). Al pasar la corriente eléctrica producida por la dinamo, que entra por el borne positivo P, sigue desde las placas positivas (+) a las negativas (-) y sale por el borne N, se produce una reacción química entre el ácido y el plomo de las placas y se queda allí «como almacenada» la energía de la corriente. Cuando no hay corriente de la dínamo que cargue el acumulador, éste «deshace» la reacción química y, si tiene circuito por donde circular, se produce una corriente eléctrica de descarga que es usada para el arranque eléctrico, alumbrado y, previa transformación, para producir chispas en las bujías.

Constituida como queda dicho, la batería se arma en fábrica y, suponiendo que llega cargada al cliente, lo que ocurre dentro en el proceso de descarga, por ejemplo manteniendo encendida una luz, lo explica el detalle 1 de la figura 33. En cuanto hay circuito exterior por el que pueda pasar la corriente, el ácido sulfúrico del electrolito (fórmula química SO4H2) se disocia y pasan los SO4 al plomo (Pb) de ambas placas formando en ellas sulfato de plomo (SO4Pb); y los H2 roban el oxigeno del óxido de plomo (Pb-02) de la placa positiva, formando agua (H20) que rebaja la concentración ácida del electrolito. A medida que la batería se descarga, habría menos ácido y más agua en cl electrolito; y más sulfato de plomo en las placas. Estas reacciones químicas son las que producen la corriente eléctrica.

Si estando la batería descargada (en parte o del todo) se le hace pasar corriente eléctrica (detalle 2), se produce la carga o almacenamiento, de la electricidad porque se restablece el estado primitivo: como hay más proporción de agua (H20) en el electrolito, al pasar la corriente eléctrica la descompone liberando el hidrógeno, el cual se apodera del SO, del sulfato de plomo de ambas placas, restableciendo el SO4H2 (ácido sulfúrico) que se había disociado en la descarga; el oxigeno del agua pasa a oxidar el plomo de la placa positiva, que recupera el Pb-02, mientras que en la placa negativa queda plomo (Pb) poroso. Vuelve todo al estado en que comenzó la descarga (detalle 1).

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Esta explicación esquemática ya indica algunas cosas interesantes:

1.La concentración de ácido ea el electrolito es variable con el estado de carga de la botería; al descargarse se rebaja, al cargarse se recupera.

2.Sí una batería se descarga muy a fondo, agotándola, es muy posible que, no habiendo bastante plomo esponjoso en las placas negativas, se forme el sulfato a costa del armazón que sostiene la materia activa (sulfatación de la batería), arruinándola.

3.Por el contrario, un exceso de carga, al seguir descomponiendo el agua del electrolito, hará que el hidrógeno liberado no tenga bastante sulfato con el qué combinarse para recuperarse como ácido sulfúrico, y entonces saldrá en burbujas por los respiraderos de los vasos (peligro de explosión). A la vez, el oxigeno liberado, no encontrando ya bastante plomo del sulfato con quien combinarse lo hará con el del armazón, oxidándolo, con lo que el enrejado de las placas positivas se hincha, y estas se tuercen, esponjan y «desmigajan».

Los acumuladores de plomo tienen la propiedad de almacenar la electricidad a dos voltios de presión, aproximadamente (un poco más cuando están muy cargados y algo menos cuando están casi descargados), y como este voltaje es muy bajo para las necesidades del automóvil, se agrupan varios elementos o vasos como los descritos, en serie, para que se sumen sus tensiones según ya se explicó. Generalmente se asocian tres elementos obteniéndose una tensión de seis voltios, y claro es que la dinamo del coche que los cargue ha de dar ese voltaje o poco más. También se usa mucho la agrupación de seis elementos o vasos en serie para conseguir la tensión de 12 voltios.

Precisamente por esta costumbre de agrupar varios vasos acumuladores es por lo que reciben el nombre de batería de acumuladores.

El tamaño o número de las placas y vasos no influye en el voltaje, sinó que cuanto más grandes o numerosas sean (que viene a ser lo mismo, pues lo que aumenta la capacidad es la superficie de placas) más electricidad pueden almacenar; esta capacidad se mide en amperios-hora (A-h). Una batería de 8o A-h quiere decir que puede suministrar una corriente de 80 amperios durante una hora, o una corriente de ocho amperios durante diez horas seguidas, etc. Esto es teóricamente; en la práctica la corriente de descarga no puede ser muy intensa y seguida porque se estropearían las placas, y lo mismo decimos de la corriente de carga. Por eso un cortocircuito en la batería, que produciría una corriente intensa de descarga, es desastroso; y ha de tenerse mucho cuidado en no colocar sobre ella herramientas metálicas que puedan poner en cortocircuito sus bornes.

En la figura 34 se ve una batería de seis voltios parcialmente cortada para mostrar su interior. Los números quieren decir lo siguiente:

1, placa negativa; 2, separador de madera o plástico en contacto con las placas negativas; 3, láminas de ebonita perforada o de lana de vidrio, en contacto con las positivas; 4, placa positiva; 5, caja recipiente de ebonita, con

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nervios en el fondo para apoyo de las placas, y dejando espacio para los posos; 6, puente de conexión de las placas positivas de cada elemento o vaso parcial; 7, pitón positivo del primer elemento; 8, relleno de ajuste; 9, tapa; 10, borne o polo positivo; 11, tapón de llenado de cada vaso-elemento; 12, barra de conexión en serie de los elementos; 13, pitón negativo del primer elemento y borne negativo de la batería; 14, puente de conexión de placas negativas.

Cada elemento o vaso tiene sus dos pitones: positivo y negativo; como se unen en serie, el + del primer elemento se une al - del segundo por medio de una barrita de plomo, y el + del segundo al - del tercero del mismo modo. Así es que quedan libres el - del primero (13) y el + del tercero (10), que son los bornes de la batería. El positivo (+) se une al polo + de la dínamo, y el - a masa, quedando el circuito en la forma que indica la figura 35. también pueden unirse entre sí los polos - de la dínamo y batería, y los polos + unirlos a masa, disposición equivalente a la anterior y utilizada en muchas marcas de automóviles.

Como el agua del electrolito se gasta y evapora, deben rellenarse los vasos con agua destilada cada ocho o quince días. Para ello, después de quitar el tapón que lleva cada elemento, se mira el nivel del líquido, que debe ser un centímetro por encima de los separadores y placas. Se puede medir muy bien con un trocito de tubo de cristal que se mete hasta que tropiece con los separadores, se tapa perfectamente cl extremo de fuera con el dedo y se saca el tubo; dentro de él vendrá líquido señalando el nivel que tiene el electrolito por encima de los separadores o placas. Si es menos de un centímetro debe echarse agua destilada (de venta en farmacias, estaciones de servicio y droguerías) o de no haberla, y sólo en caso extremo, agua de lluvia muy limpia, cuidando siempre de echarla muy poco a poco con una jeringa, para que no rebosen los elementos; pero si no se dispusiera de esta, debe usarse un embudo apropiado, que lo mejor es que sea de cristal o celuloide , pero que puede improvisarse con un papel . Jamás se echará ácido, porque el ácido no se evapora; lo que únicamente se evapora es el agua destilada. Téngase esto muy presente porque un exceso de ácido estropeará la batería.

Hay quienes emplean un aparato llamado densímetro (fig. 36) para saber si debe o no echarse ácido a la batería. Esto es un error, pues el densímetro sólo sirve en este caso para conocer el estado de carga de la batería. En efecto, cuando está totalmente cargada (C), en climas templados o fríos el densímetro marca ha densidad 1,28; y cuando está descargada (D), por efecto de las reacciones químicas efectuadas, baja la densidad a 1,15. Esto no quiere decir que haya de echarse ácido, sino sencillamente que el acumulador está descargado.

En en caso de que se perdiese electrolito a consecuencia de un choque, vuelco, etc. entonces se medirá con el densímetro la concentración del líquido que quede dentro del vaso y se preparará una solución de ácido y agua destilada (echando el ácido lentamente en el agua, y no al revés) de la misma densidad, con la que se rellenarán los vasos, sustituyendo el líquido perdido.

En los demás casos no debe alterarse la concentración del electrolito con que vienen rellenas las baterías de acumuladores, pues de echar más ácido, no sólo se estropearán las placas, como se ha dicho, sino que las indicaciones del densímetro se falsearían y no se tendrá ese medio seguro de conocer el estado de carga de la

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batería. Con un voltímetro puede conocerse si durante la medida se tienen encendidas las luces de carretera; pero es preferible, caso de no disponer de un densímetro, encender las luces y hacer funcionar el arranque eléctrico; si el brillo de las luces baja hasta ponerse rojizos los filamentos de las lámparas, es señal de estar descargada la batería.

Con las baterías de acumuladores deben tenerse, además, los siguientes cuidados:

1.Las tapas de los elementos se conservarán bien limpias y secas. Para ello, después de cada rellenado de agua, se limpiarán tapa y bornes con unos algodones humedecidos ligeramente en petróleo, se secan con un trapo limpio, y una vez apretados todos los bornes y conexiones se untarán con vaselina o grasa blanda para evitar que por la suciedad se descargue lentamente la batería y se formen sales trepadoras en el plomo .

2.La batería va contenida en una caja o armazón de material plástico que debe mantenerse muy bien sujeta en su alojamiento en el coche para evitar roturas por el traqueteo.

3. Evitar los cortocircuitos corno ya se dijo, no poniendo herramientas encima de las tapas, manteniendo los bornes perfectamente limpios y apretados y cuidando del buen aislamiento de toda la instalación eléctrica

4. Si el motor del coche no arranca con facilidad, no descargar inútilmente la batería insistiendo en el uso del arranque eléctrico.

Aunque casi no se emplea en automovilismo, existe otra clase de baterías de acumuladores, las de cadmio-niquel, evolución moderna de las ferroníquel de hace algunos años y de análogas propiedades, pero mejoradas. Estas baterías tienen sus electrodos formados por óxidos de cadmio y de níquel encerrados en placas de acero perforadas, y de acero pueden ser también los vasos, por lo que su resistencia mecánica es grande. El electrolito es una solución acuosa de potasa de reacción alcalina; por consiguiente si en un descuido se echase ácido, la batería se estropearía. Cada elemento tiene 1,2 voltios, de modo que para la instalación de seis voltios hacen falta cinco elementos en vez de los tres de plomo. El precio es como cuatro veces mayor, y su régimen de carga y descarga no es tan regular como en las de plomo, por lo que la dínamo ha de llevar una regulación muy cuidada; pero en cambio ofrece las siguientes ventajas: conserva la carga mucho tiempo (una batería de plomo que no se use pierde el 80 por 100 de la carga a los tres meses, con peligro de sulfatación de las placas, mientras que la de cadmio-níquel tarda diez meses en descargarse el 80 por 100 por si sola y sin peligro), la duración es francamente superior por su solidez mecánica y eléctrica, y permite cargas y descargas muy intensas, incluso poniéndola en cortocircuito, sin temor de avería. Los cuidados son los mismos que ya citamos: limpieza y agua destilada para rellenarla, ya que la potasa no se evapora.

La razón principal de no usarse, ya queda señalada: el coste. Como la producción mundial de cadmio no bastaría ni para la décima parte de las baterías que se usan en automovilismo, bien se comprende que si se extendiera su uso el precio subiría mucho más haciéndose prohibitivo. Por último, para la misma capacidad, son un 50 por Ion más voluminosas y un 70 por 100 más pesadas que las de plomo.

D - DISYUNTOR

La dinamo, que produce la energía eléctrica, y la batería, donde se almacena, se enlazan como señala la figura 1, intercalando en el circuito de unión un amperímetro y un disyuntor. Este aparato tiene por objeto impedir que, cuando la dinamo está parada o gira despacio (motor parado o en ralentí), la corriente se vuelva desde la batería hacia la dínamo, descargándose los acumuladores inútilmente. Es decir: deja pasar la corriente de la dinamo a la batería, pero no al revés.

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Consiste (fig. 2) en una bobina con dos arrollamientos sobre su mismo núcleo de hierro: uno de hilo grueso S en serie, por el que pasa toda la corriente, y otro de muchas más vueltas e hilo fino V en derivación a masa; éste se activa a medida que sube la tensión en La dinamo, de modo que cuando es suficiente, la fuerza del electroimán (bobina activada) atrae la placa Y y se juntan los contactos 4 y 5, cerrando el circuito dinamo-batería por las espiras de hilo grueso de S. Si la dinamo gira despacio o se para, el electroimán pierde fuerza y el resorte m tira de Y, separándose los contactos 4 y 5, con lo que se corta el circuito dinamo-batería.

Recientemente, con la introducción de los alternadores en el equipo del automóvil, han comenzado a usarse también diversos dispositivos electrónicos, algunos de los cuales son susceptibles de aplicarse igualmente a las instalaciones con dinamo. El primero de estos -que es a su vez el más sencillo de todos- es el diodo.

Un diodo es un elemento que actúa, respecto de la corriente eléctrica, como una válvula que la deja pasar en un sentido, pero no en el contrario. En otra sección que trata sobre los rectificadores, se tendrá ocasión de entrar más detenidamente en su estudio.

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Volviendo ahora a la analogía hidráulica del principio, un diodo podría quedar representado (y también un disyuntor) por una válvula de bola, como la de La figura 3, que deja pasar el agua en un sentido -de D a B-, pero no en el contrario.

El funcionamiento se detalla en los esquemas de las figuras 4 y 5. El inducido de La dinamo es G y el inductor J; a la derecha está la batería B, que también tiene a masa su polo negativo. Entre una y otra se intercala el disyuntor (como fue indicado en la figura 29). Si hubiese amperímetro (fig. 4 y 5) estaría donde señala la flecha AMP.

Cuando se arranca el motor y la dinamo empieza a girar, el volante sube poco a poco, la corriente generada sale por el borne d y entra al disyuntor por el borne DIN , Siguiendo el único camino que tiene: por la bobina V a

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masa. En cuanto el voltaje sube lo calculado, la corriente que pasa por V es bastante para que la fuerza del electroimán venza al resorte m (fig. 5) y atraiga la plaquita Y, juntándose los contactos 4 y 5. Con ello, la corriente de la dinamo tiene camino libre por S (que así mantiene atraída la placa Y prescindiendo de V), y pasa por Y- 4 - 5 a salir por el borne BAT a cargar la batería B. Como V es de hilo fino, con mayor resistencia eléctrica, la corriente que ahora se pierde por ella es muy pequeña y carece de importancia.

Si la dinamo se para o su voltaje desciende por debajo del de la batería, puede esta y se invierte el sentido de la corriente en S. con lo que pierde su fuerza el electroimán y el resorte m tira de la plaquita V separándose los contactos la batería se aísla de la dinamo.

En vez de un amperímetro, es frecuente usar una bombilla testigo L . cuya luz de color rojo, al encenderse, llama la atención avisando que la dinamo no carga. Se coloca (fig. 4) entre los bornes del disyuntor: cuando los contactos están abiertos, la comente de la batería puede ir (líneas de trazo) por la bombilla L a masa, a través de la bobina V. Al juntarse 4 y 5 (figura 5) la corriente pasa por ellos y no por la resistencia del filamento de L , que se apaga.

Se ha omitido dibujar también el interruptor general N, o llave de contacto, que también acciona el encendido, señalándolo igualmente con una flecha al lado del amperímetro. Este es quien impide que cuando el automóvil está fuera de servicio la lampara L . se quede encendida y consumiendo energía.

El disyuntor es un aparato pequeño que solía montarse encima de la misma dinamo, y sus bornes marcados con las indicaciones DIN y BAT para saber cuál se une a la dinamo y cuál a la batería. Lo usual ahora es que vayaincorporado al regulador de tensión de la dinamo, bien encima de ésta o en el salpicadero. Normalmente el disyuntor cierra el circuito cuando el coche en directa alcanza la velocidad de unos 15 a 20 kilómetros por hora, que es cuando la dinamo produce voltaje suficiente para poder cargar la batería.

Regulación de las dinamos.

Para que, cualquiera que sea la velocidad de giro del motor, el voltaje producido por la dinamo alcance un valor adecuado y lo más constante posible para poder cargar la batería que lo tiene casi fijo, se emplean los reguladores. El voltaje de la dinamo es proporcional a la velocidad de rotación, pero también al flujo magnético inductor, así que el aumento de aquélla podrá contrarrestarse disminuyendo éste, para lo cual bastará incrementar la resistencia del circuito inductor para que disminuya la corriente que lo recorre y, en consecuencia, el magnetismo. Como la rotación del motor es sumamente variable según las incidencias de la marcha del coche (puede decirse que varia entre 500 y 5.000 r.p.m.), así de cambiante es la de la dinamo y, por tanto, la regulación de su voltaje tiene que ser efectiva en una amplia gama de velocidades.

E - REGULADOR DE VOLTAJE

El regulador se coloca entre la dinamo v el disyuntor (fig. 6 y 7); sus cuatro bornes son los marcados con las letras D (dinamo), F (inductores), A (disyuntor y batería) y E (masa).

El sistema generalmente usado consiste en disponer sobre una bobina dos arrollamientos, uno Z en serie y otro W en derivación, que actúan sobre una placa H con contactos 2 y 3 que permite intercalar la resistencia R en el circuito inductor J. Cuando el motor está parado o su velocidad de rotación no es grande (o sea, con voltaje inferior al normal), los contactos están cerrando el circuito (fig. 6) con la placa H sostenida por su resorte n. La corriente inductora sigue el camino marcado por las flechas: d-J-f-F-H y por 2-3, y E cierra circuito por masa con el generador G. La corriente de la dinamo sigue por D-Z-A y disyuntor a cargar la batería.

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En cuanto el voltaje sube más de la cuenta y, por tanto, la corriente de carga resultaría excesiva para el acumulador, la bobina W (fig. 7 atrae la placa H y separa los con. tactos 2 y 3; entonces la corriente inductora tiene que seguir desde f a masa pasando por la resistencia R: con ello baja su intensidad y en consecuencia la del campo magnético de J, por lo que desciende el voltaje de la dinamo y, por tanto, la corriente que pasa a la batería. Así es el simple regulador por voltaje (bobina de tensión W); pero con él no se frena lo bastante para impedir que la intensidad de corriente resulte excesiva, por ejemplo ante una bacteria muy descargada, que ofrece poca resistencia eléctrica. Para evitarlo, se añadió la bobina en serie Z cuya atracci6n sobre H se combina con la de W (regulador de tensión compensado ).

En cualquier caso, al separarse 2 y 3, Z y W pierden la fuerza que había atraído a H, ésta se suelta y se juntan 2 y 3, con lo que R queda fuera de circuito. De nuevo subirá el voltaje, volverán a separarse 2 y 3 y la resistencia R actuará, y así sucesivamente. La placa H se moverá rápidamente (vibrará) metiendo y quitando R del circuito. Cuanto más alta sea la velocidad de giro, mayor será el voltaje de la dinamo, en cada vibración más tiempo estará atraída la placa H y, por tanto, m4s tiempo intercalada la resistencia R para bajar dicho voltaje. Cuando este empieza solo a pasarse del debido, la fuerza de Z - W es pequeña, el tiempo de separación de 2 y 3 reducido y la acción reguladora más suave. Lo mismo ocurre cuando la intensidad aumenta, con riesgo de calentamiento del inducido, o de la batería descargada, etc., pues Z actúa veces antes que W.

La actuación combinada de los arrollamientos Z y W mantiene el voltaje en valores convenientes al estado de carga de la batería.

Cuando se quiere o se necesita que la influencia de la intensidad sea más acusada, por ejemplo en dinamos mayores que dan intensidades de valor amplio. se separan las bobinas W y Z, en núcleos independientes y cada una con su propio vibrador (reguladores de voltaje e intensidad), actuando como luego se vera (fig. 11).

Para obtener mayor rigor en la regulación del voltaje se pone un tercer contacto, fijo, encima de 2 (fig. 7), de forma que cuando lo alcance H queden los inductores J en corto circuito (o sea sin acción); así la regulación por voltaje es todavía más enérgica. Esto se vera en las figuras 8 (Ducellier), 11 (Bosch) y 14 (Delco-Remy).

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Este tipo de regulador compensado (que lleva una bobina de tensión, de hilo fino y otra de intensidad, de hilo grueso, arrolladas ambas sobre su mismo núcleo) ha tenido gran difusión en Europa. Las realizaciones prácticas se presentan agrupando en la misma caja regulador y disyuntor, es decir, formando un aparato con dos cuerpos.

Más adelante se vera como los reguladores de voltaje-intensidad, que incluyen también al disyuntor, presentan tres cuerpos perfectamente diferenciados.

En la figura 8 se puede ver el esquema real de un regulador-disyuntor de dos cuerpos, de los que se llaman compensados, Ducellier, muy representativo de los europeos, por ser todos ellos parecidos. Se ha empleado la misma nomenclatura de las figuras 4, 5, 6 y 7, de forma que sirve para él la misma explicación dada anteriormente, por separado, para cada uno de los cuerpos.

Regulador de voltaje Delco-Remy

Difiere del anterior en que la parte de arrollamiento en serie X (fig. 9) no está recorrida por toda la comente de la dinamo sino por la de los inductores J. Se dibujan separados los arrollamientos X y W, aunque en la realidad van también sobre el mismo núcleo.

La corriente generada en el inducido de la dinamo pasa por el disyuntor y sigue a la batería. De ella se deriva en i el arrollamiento de hilo fino W; la pequeña comente que lo recorre sigue a masa y será siempre proporcional a! voltaje producido en la dinamo, de modo que la fuerza con que el electroimán W atraiga su armadura (plaqueta p giratoria en la charnela 0) será también proporcional al voltaje de la dinamo.

La comente tomada en C para los inductores. J, o bien sigue a masa pasando por la resistencia R o desde 2 tiene más fácil camino por el arrollamiento grueso X y contactos V de la plaqueta p, por cuyo eje O llega a masa. Como el resorte m tira de p los contactos V están normalmente cerrados y por este camino circula la corriente inductora.

El funcionamiento es el ya explicado: Cuando el voltaje de la dinamo sube del valor máximo conveniente, la fuerza de W atrae la plaqueta p, se separan los contactos V y la corriente inductora tiene que pasar par la resistencia R con lo que se rebaja su intensidad y, por tanto, disminuye el campo magnético inductor, con la consecuencia de bajar el voltaje de la dinamo. .Entonces W pierde fuerza, suelta la plaquita, vuelven a unirse los contactos V y de nuevo sube el voltaje, por lo que otra vez W atrae a p, separando los contactos, y así sucesivamente, poniéndose a vibrar (de aquí el nombre del aparato).

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El tiempo que están separados los contactos, en comparación al que permanecen juntos, depende, naturalmente, de la fuerza con que W atrae la plaquita, y como es proporcional al voltaje de la dinamo, resulta que cuanto más tienda a subir éste, mas durará la separación que la unión en V, y la corriente inductora pasará mas tiempo par la resistencia R que directamente a masa por X, de modo que el voltaje tiende a mantenerse constante.

La acción del arrollamiento X no tiene mas objeto que ayudar al W. En rigor, podría suprimirse. y, en efecto, sin esta segunda bobina funcionaron a satisfacción en muchos coches americanos los reguladores de voltaje .Auto-Lite., cuyo esquema es corno si desde 2 la corriente pasara directamente a V sin existir la bobina X.

El reglaje del aparato puede hacerse variando la fuerza del resorte m; pero también se consigue que la dinamo cargue mas cuando esta fría -en invierno o al arrancar el coche-, haciendo la plaquita p de dos láminas delgadas, una de níquel y otra de latón. Como la dilatación por efecto de la temperatura es distinta en dichos metales, cuando el ambiente se ha caldeado la plaquita se encorva un poco y es como si se hubiese actuado sobre la tensión del resorte.

En algunos aparatos, el muelle m es del tipo de lámina, y si se hace con dos de níquel y latón juntas, el mismo actúa de termostato, pues su fuerza como muelle varia con el grado de encorvadura que le imprime la temperatura; además lleva un tornillo para graduaciones a mano. El usa de láminas termostáticas está muy extendido entre todas las marcas y tipos modernos de reguladores.

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Todos los reguladores suelen formar cuerpo con el disyuntor. En la figura 10 se ve un grupo Auto-Lite, compuesto por el disyuntor V y el regulador de tensión T acabado de describir. El reglaje mas corriente se hace variando la tensión de Los resortes M : ambos terminan sujetos a chapitas H que pueden doblarse mas o menos, aumentando o disminuyendo la fuerza de los resortes. Si se aumenta la tensión del muelle del disyuntor D(doblando H para estirar el resorte) hará falta más voltaje en la dinamo para cerrar los contactos del disyuntor (según se comprende viendo el circuito de la figura 1 sección disyuntor). Si del mismo modo se aumenta la fuerza del resorte del regulador T -o sea, del m en la figura 9- tenderán a estar más cerrados los contactos V; es decir, que la dinamo elevará el voltaje de carga para la batería, o sea, que ésta se cargará a mayor amperaje.

En otros reguladores el ajuste se hace mediante tornillos, que se fijan con tuercas en vez de doblando chapas.

F - REGULADOR DE VOLTAJE - INTESIDAD

El sistema anterior se ha aplicado durante mucho tiempo con buen resultado, y aun lo es en algunos coches pequeños y vehículos de carga ligeros. Pero el creciente uso de la electricidad en los automóviles, que obliga a gobernar amperajes (intensidades) cada vez mayores -a pesar de usar los 12 voltios en vez de los 6 clásicos-, ha impuesto la necesidad de separar las bobinas Z y W de la figura 7, creando el regulador de voltaje e intensidad., que tiene tres cuerpos, ya que a continuación de esos dos va el disyuntor.

En la figura 11 Se representa el regulador Bosch como representativo de la construcción europea (CAV en Inglaterra. Lavalette en Francia, Marelli en Italia, etc.), toda ella muy parecida. Aquí arriba se dibuja el esquema eléctrico, y abajo la vista cortada del aparato. La dinamo G y la batería B tienen sus polos negativos a masa; desde aquélla salen tres cables a los bornes del regulador: el circuito inductor al F, del inducido o circuito de carga al D, y de la toma de masa el E. El cuarto borne A se une al polo activo ( + de la batería B). Entre A y Dse deriva la luz indicadora de carga L que se enciende al cerrar el interruptor general N (que también acciona el circuito del encendido) y se apaga en cuanto la dinamo carga.

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El disyuntor Y tiene los arrollamientos S y V y los contactos 4 y 5 que se explicaron en las figuras 4 y 5; en reposo están separados y se juntan al iniciarse la carga. La armadura o plaquita no vibra.

Las bobinas Z y W de las figuras 6 y 7 están separadas sobre núcleos independientes en la figura 11. En el regulador de tensión T la bobina de derivación W actúa sobre los contactos 2 y 3 como ya se dijo; pero además hay otro contacto I (vibrador de doble efecto) que, cuando el voltaje sube en exceso y W atrae con mayor fuerza a la plaquita vibrante de T. es tocado internamente por 2, con lo que se ponen en corto circuito los inductores J; el corto circuito es desde G por D a 1-2, paso H de T a C, contactos 6-7 y regreso por F v J a la escobilla positiva de salida.

En el regulador de intensidad C la bobina es recorrida por toda la corriente de carga, y los contactos 6 y 7 están, dentro del circuito de excitación o inductores .J en serie con los 2 y 3 del regulador de tensión. En reposo 6 y 7están juntos; mientras la corriente no alcanza el valor máximo previsto se mantienen sin funcionar; pero cuando la intensidad llega a ese valor tope el flujo de la bobina Z tiene fuerza para atraer su plaquita y la resistencia R2 entra en acción los contactos 6 6 y 7 se ponen a vibrar metiendo tanto más tiempo R2 en el circuito inductor

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cuanto mayor tienda a ser la intensidad que así queda limitada de modo tajante al máximo permisible. El regulador de tensión entretanto está en reposo con sus contactos 2 y 3 juntos y la resistencia R1 fuera del circuito que ahora es: J-(R2 o 6 -7)-2 - 3 - E - masa.

La resistencia de compensación R3 tiene por objeto disminuir la corriente que se pierde por las bobinas en derivación V y W.

En la .vista. se señalan esos contactos 1 - 2 - 3 correspondientes al regulador de tensión T; los 6 - 7 del regulador de intensidad C y los 4 - 5 del disyuntor Y. Los bornes D (dinamo) F (inductores) y A (batería) se unen a sus respectivos elementos. El de masa puede estar o no según que su toma se haga en la dinamo (como en el esquema) o en el regulador (véase lo que se dice respecto a las figuras 15 y 16).

A este tipo corresponde la inmensa mayoría de los reguladores modernos de todas las marcas con pequeñas variaciones de detalle.

Así por ejemplo en La figura 12 Se expone el esquema del regulador americano Delco-Remy en el que se ve como al de voltaje de la figura 9 (ahora, X y W en un solo núcleo para T) se añade el regulador de intensidad C con la bobina en serie Z. Esta es la que entra en funciones cuando la intensidad de carga (línea gruesa) alcanza el límite prefijado: atrae la placa C cuyos contactos 6 y 7 están en serie con los 2 - 3; éstos dejan de actuar y son aquéllos los que con el máximo de intensidad permisible se ponen a vibrar y meter o sacar del circuito inductor J la resistencia reguladora. El disyuntor es idéntico al ya explicado y las letras designan: G dínamo; .Jinductores; F D y A bornes de campo inductor de corriente de carga y de batería B (12 voltios). P es un amperímetro.

El aspecto real es el de la figura 13, en la que M señala los tres muelles regulables para los vibradores del regulador de tensión T de intensidad C y disyuntor Y. Los bornes A (batería), D (carga de la dinamo) y F(inductores) son los de siempre. El E de masa puede haberlo o no por lo mismo que se .dijo para la figura 11.

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El modelo americano Delco-Remy de la figura 14, que empezó a usarse allí en 1958; resulta tan parecido (aunque no exactamente igual) al europeo Bosch de la figura 11 con sus tres resistencias y el vibrador doble en T que prácticamente sirve la misma explicación.

Una observación conviene tener en cuenta sobre todo para los reguladores americanos (aunque es aplicable a los europeos pero en menor escala). Las dinamos pueden tener (fig. 15) la toma de masa para el circuito inductor Jy el regulador (resistencia R contactos K ) en este ultimo, fuera del generador D o bien pueden tenerla (fig. 16) en el interior de la dinamo D en su escobilla de masa.

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En el primer caso (fig. 15), el regulador ha de tener su propia toma de masa, que debe cuidarse sea buena. Aun siendo el regulador, por lo demás, idéntico en ambos casos, ese detalle los diferencia impidiendo que sean intercambiables, y al pedir un repuesto se tendrá en cuenta de qué ciase es: con o sin toma de masa para los inductores.

Modernamente, en casi todos los coches europeos, se ha impuesto el ultimo de los sistemas, representado en la figura 16 y en el que la toma de masa para los inductores J se hace sobre la escobilla de masa, en la propia dinamo. El borne EXC., para los inductores de ésta, recibirá, por lo tanto, la corriente positiva enviada a través del regulador. Otro ejemplo de este sistema (que se utiliza, tanto con reguladores de dos, como de tres cuerpos) puede verse en la figura 8, (Ducellier y otras muchas marcas). Con este tipo de montaje, la conexión a masa del regulador-disyuntor tiene una importancia secundaria, siendo necesaria solamente para los devanados de tensión (finos), haciéndose casi siempre por los propios tornillos de sujeción del aparato.

Así pues, la mayoría de los aparatos, por pertenecer a este ultimo sistema (ya sean de dos o tres cuerpos), llevan solo tres terminales accesibles o bornes, correspondientes a los que antes se han nombrado I), F y A y que ahora suelen venir marcados: DIN, EXT y BAT; otra nomenclatura muy extendida también que se ha normalizado es: 51 , 67 y 30, estando cada uno de estos números marcados o grabados sobre el borne correspondiente respetando este orden dado.

G - DINAMO DE TERCERA ESCOBILLA

El sistema de regulación que durante muchos años se empleó fue el de utilizar una tercera escobilla para sacar la corriente inductora, procedimiento sencillo y barato fundado en una distorsión o torcimiento del campo magnético inductor al combinarse con el campo que producen las bobinas del inducido recorridas por su propia corriente; pero sus inconvenientes se acusaban más a causa del aumento de servicios y accesorios eléctricos. A partir de 1935 se empezó a prescindir del sistema que, por fin, abandonaron los americanos después de la segunda guerra mundial (1945).

Como aún quedan rodando bastantes vehículos, especialmente los restaurados, que conservan la dinamo de tres escobillas, se dan unas ideas sobre ella. La regulación está basada en un fenómeno que se presenta en las dinamos y que consiste en que como las bobinas del inducido están recorridas por la corriente que nace en ellas mismas, se convierten en electroimanes, cuya acción interfiere en la de los inductores, produciéndose una distorsión del flujo magnético, tanto mayor cuanto mas grande sea la velocidad de giro. Por tanto, si la corriente de los inductores se toma entre una escobilla principal y otra colocada en un punto intermedio debidamente calculado, al producirse la distorsión del flujo magnético disminuye el voltaje entre ambas escobillas (porque las espiras del inducido comprendidas entre ellas abarcan menos flujo) y con él la corriente que recorre las bobinas inductoras y, por tanto, su fuerza magnética, con lo cual se frena el aumento de voltaje que traería consigo el aumento de la velocidad de rotación y se evita que la dinamo cargue con exceso la batería al embalarse el motor del coche. Se consigue una tensión algo constante, y aun mas a grandes velocidades, la dinamo carga menos que en las intermedias. El esquema de la instalación es el de las figuras 17 y 18, según que los inductores se deriven entre las escobillas de carga y la tercera, o entre ésta y la de masa, respectivamente. Se insiste en la presencia del fusible en el circuito de los inductores por ser absolutamente necesario en este sistema porque, en caso de quitar la batería cuyo voltaje casi constante es un verdadero nivelador de tensión, falta ese depósito

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amortiguador., sube el voltaje y como no tiene más salida que el circuito de los inductores, éstos se verán agobiados con una tensión anormal y una corriente excesiva que los quemaría. Aun así, se recomendaba quitar el fusible en caso de marchar sin batería (automóviles con encendido por magneto).

En estas dinamos, corriendo la tercera escobilla en el sentido de giro (acercándola a la de abajo en la figura 17, y a la de arriba en la 18) se toma más voltaje porque se abrazan más delgas, y como la resistencia de los inductores es constante, la corriente que circula por ellos será mayor (Ley de Ohm); así que aumentará el flujo y con ello el voltaje de la dinamo. Moviendo la tercera escobilla en sentido contrario, el voltaje disminuirá. Por este procedimiento se puede proporcionar a la batería más o menos corriente de carga según sea el consumo que de ella se haga: en invierno más que en verano; y con recorridos cortos y repetidos o de noche, más que en viajes largos o de día. En La figura 19 se muestra cómo se hace este reglaje, fijando la posición con el tornillo I .

Pero a medida que se necesitaban intensidades mayores, los inconvenientes se acusaban más a causa del poco margen de regulación. Varios procedimientos fueron ideados para soslayarlos. Uno muy usado fue el de tener una resistencia puesta en serie con los inductores y que se dejaba fuera de circuito al encender las luces de carretera, o también con otro interruptor si se notaba la batería descargada. Por último -y especialmente los americanos, que fueron sus alumnos adeptos- se aplicaron a esas dinamos reguladores de tensión con vibrador, como el de la figura 304 (caso dibujado de puntos). Pero esto sirvió para probar que la regulación Tirrill (por vibradores) era la buena, y entonces ya se aplicó a las dinamos normales de dos escobillas. quedando abandonadas las de tres.

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H - ALTERNADOR

Al comenzar el estudio de los generadores eléctricos, viendo el fenómeno de la inducción en la página 5, se ha adquirido ya una idea acerca de la constitución de un alternador elemental. En efecto al hacer girar una espira de cobre (u otro material conductor) entre los polos de un imán, como en las figuras 10, 11, 12 y 13, se induce en ella una corriente alterna. Es evidente que lo mismo sucedería si, manteniendo la espira quieta, se hiciese girar el imán exterior. Al tratar de las dinamos, se vio también como por los devanados de éstas circula corriente alterna, que se «rectifica», en el momento de salir al circuito exterior, mediante el artificio mecánico llamado colector.

Está claro que esto no es un problema nuevo, pero si lo que interesa es la producción de una corriente alterna, al no necesitar colector es conseguirla de una manera más fácil invirtiendo los papeles, como se acaba de decir. Esto es: se hace girar el imán inductor exterior dejando la espira inmóvil y conectada a un circuito exterior R, como en la figura 37 detalle 1. Circulará una corriente alterna. Otra innovación, con los mismos resultados, sería la del detalle 2 de la misma figura, en la que se ha hecho que el imán giratorio esté ahora en el interior de la espira.

Existen realizaciones prácticas, con imán permanente como inductor, que responden a lo esquematizado en los detalles 1 y 2 de la figura 37. Hay que hacer la aclaración que se hizo ya a propósito de la dinamo, acerca de que lo que se ha representado por una espira es en realidad, una bobina o conjunto de bobinas. Al sistema detallado en 1, con inductor giratorio exterior, pertenece el alternador Novi-P. B. con imán de ferritas, mientras que el C. S. F.Ducati con imán permanente de acero, giratorio en el interior, responde al esquema del detalle 1. Aunque no puede caber duda de la simplicidad de este tipo de alternadores, puesto que resulta evidente, son sin embargo realizaciones muy recientes, debidas al enorme progreso de la técnica de los imanes permanentes en los últimos años. Otro obstáculo se opone a su difusión: frente a su enorme sencillez, aparece el inconveniente de exigir un nuevo tipo de regulación, puesto que tratándose de imanes permanentes no se puede actuar sobre un circuito inductor inexistente.

Habría que añadir aún al párrafo anterior, que al tratar de los electroimanes, se ha visto que la fuerza magnética que se puede obtener de uno de éstos es muy superior a la conseguida con un imán permanente. Por esta razón, en las dinamos no se usaban estos últimos como inductores, recurriéndose a los primeros mediante la presencia de un circuito inductor. Esto además de la importante consideración acabada de hacer acerca de la regulación, ha hecho que la mayoría de los alternadores, con difusión considerable, han recurrido también al uso de los electroimanes para crear el campo inductor. Esto no complica demasiado las cosas: basta una simple observación de la figura 37 en el detalle 3, para darse cuenta de cómo se puede sustituir el imán permanente por un electroimán. El devanado de este último estará alimentado por una corriente continua, a través de los anillos rozantes A y B.

Con la salvedad, efectuada más arriba, de que la espira representa en realidad una bobina, se ha hecho, en la figura 37, la descripción del más elemental de los alternadores «monofásicos».

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Nada impediría haber dispuesto de un inductor de mayor número de polos magnéticos en consecuencia, de un mayor número de bobinas. Si se utilizasen, por ejemplo, 4 polos en lugar de 2, ya no habrá una separación diametral entre Norte y Sur, sino que éstos se distribuirán alternativamente estando separados por un cuarto de circunferencia. Como los lados de cada espira (o bobina) han de corresponderse con polos de distinto signo, es evidente que tampoco su separación será diametral, sino que abarcará, solamente, la distancia entre dos polos consecutivos (en el caso de cuatro polos, un cuarto de circunferencia). En el detalle 4 de la figura 37, se esquematiza una realización de este tipo, con devanado de inducción por anillos rozantes, cuatro polos magnéticos y cuatro bobinas. Naturalmente, e igual que en el caso. de las dinamos, las bobinas pueden conectarse entre sí (en serie o en paralelo, según convenga), de tal forma que tengamos únicamente dos terminales accesibles en el exterior.

Al último de los esquemas descritos corresponde, pero utilizando un inductor de 8 polos y un inducido de 8 bobinas, el modelo 7522 de Ducellier, que alcanzó una considerable difusión en Francia sobre el Citroen. Los alternadores «monofásicos» son, pese a todo, mucho menos utilizados que los «trifásicos», que se verán a continuación.

Aunque al principio los «rotores» utilizados (inductores giratorios) solían tener la forma A (fig. 41-1), hoy prácticamente todos los equipos (Chrysler, Auto-Lite. Decotrón de Delco-Remy, Leece-Neville, Lucas, Bosch, Ducellier, etc.) han adoptado la que señala el dibujo 2, más corto, y, en cambio, de mayor diámetro. El inductor tiene un solo arrollamiento J que activa el electroimán, cuyos polos son las grandes placas H y K; éstas tienen sus bordes formando dientes del modo señalado en la figura 37, detalles 3 y 4, de tal manera que, entrando unos entre los otros al tresbolillo, se forman (fig. 41) tantos pares de polos a lo largo del borde del rotor como dientes tiene cada placa H o K.

Es precisamente esta disposición del inductor, con arrollamiento único y centrado en el eje, de suma robustez, quien permite además de la ausencia de colector, las elevadas velocidades de giro que pueden soportar los alternadores, con las consiguientes ventajas a que ya se hizo referencia.

La corriente inducida en un alternador monofásico tiene la forma ondulada que se indica en M (fig. 38), tal

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como ya se ha visto en la figura 17 y en su correspondiente explicación. Las bobinas donde se ha engendrado esta corriente están unidas entre sí, formando un juego que presenta dos terminales o bornes accesibles desde el exterior.

Alternadores trifásicos.

Si se reparte la distancia existente entre un polo Norte y un polo Sur en tres partes iguales, y se hace esto para cada uno de dichos pares de polos, se podrá instalar, en lugar de un solo «juego de bobinas» tres, en la forma que explica la figura 39. En cada uno de estos «juegos» se generará una corriente como la dibujada en M (fig. 38), pero, puesto que un mismo polo magnético alcanzará antes a una bobina del primer «juego» que a la correspondiente del segundo, y antes a esta última que a la del tercero, las corrientes serán iguales, aunque distanciadas por igual cada una con respecto a la anterior. Se puede ver su dibujo en T (fig. 38). En el tiempo en que la corriente ha efectuado, en el primer juego de bobinas, una ondulación completa, han «nacido», primero una y otra después, dos ondulaciones iguales en los otros dos «juegos». Como las bobinas estaban distanciadas por igual, el retraso de cada onda, con respecto a la anterior, ha de ser, precisamente, de un tercio de la duración de la «onda» completa.

En un sistema como el descrito, se debería tener (2 x 3 = 6) seis terminales accesibles desde el exterior (A, B, C, R, S, T. fig. 18), tres de ellos corresponderán a los cables de «ida» y tres a los de «vuelta». Sin embargo, por las razones que se verán a continuación (y que constituyen una de las mayores ventajas del sistema trifásico), se puede enlazar entre sí los bornes R, S, T, dejando libres al exterior sólo los A, B y C.

Si se recuerda lo que se había visto ya en el principio de las nociones de electricidad, que para cualquier circuito se podía utilizar como conductor de «vuelta» (o de «ida») la masa del propio coche, por ejemplo. De esta forma, resulta que dicha masa es conductor de vuelta para muchos circuitos a la vez. Siguiendo el mismo criterio, en el alternador trifásico se podría reunir en un solo borne los R, S y T, tal como se hace en O, en la figura 18, y enlazar luego éste a un conductor de «vuelta» único, o a masa.

Fijándose ahora, de nuevo, en el gráfico T de la figura 38: en cualquier punto del mismo, hay dos corrientes circulando por dos de los «juegos de bobinas» de la máquina en un mismo sentido mientras que en el otro bobinado la corriente circula en sentido contrario. Fijándose también que el valor de esta última corriente (la que va en sentido contrario a las otras dos) es igual a la suma de aquéllas.

Hay algunos puntos en que, por uno de los devanados, no circula corriente (es cero), mientras que en los otros dos lo hacen corrientes de la misma intensidad y de sentidos opuestos. En ambos casos el resultado es el mismo: la suma de las corrientes del mismo sentido de dos devanados es igual a la que circula, por el tercero, en sentido contrario (cuando una es cero puede sumarse a cualquiera de ellas). Esto tiene una consecuencia importantísima: por O (fig. 39) no entrará ni saldrá ninguna corriente, puesto que las dos que llegan (o salen) por dos devanados se suman, y su total sale (o llega) por el otro arrollamiento. De esta forma, además de reunir R, S y T en O, se puede prescindir de toda conexión de este último, a un conductor de «vuelta». Quedan por lo tanto, accesibles los bornes A, B y C. En realidad, la corriente de «ida» que envía uno de ellos la recogen de «vuelta» los otros dos, o al revés. Todo esto se volverá a estudiar al tratar de la «rectificación».

Esta forma de conexión, reuniendo R, S y T en O y dejando A, B y C libres, se denomina en «estrella», porque los devanados del inducido, así enlazados, pueden representarse esquemáticamente por una especie de estrella de tres puntas (A, B, C), tal como se hace en la figura 326.

En la figura 39 se podría haber conectado las bobinas de otra forma: el final de una con el principio de la

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siguiente (R con B y S con C) y el extremo de la última con el principio de la primera (T con A). De este modo formaríamos un anillo cerrado, que esquemáticamente se puede representar por un triángulo, cuyos lados fuesen las bobinas de cada uno de los tres arrollamientos, tal como se hace en las figuras 40. De cada uno de los enlaces de dos devanados saldrá uno de los tres terminales accesibles (A', B' y C'). Este tipo de conexión se denomina «en triángulo» y tiene también tres bornes exteriores. La explicación es exactamente la misma dada para el enlace «en estrella», pero ahora deberá seguirse en la figura 40, donde están marcados, a la vez, los principios de cada bobina con las letras A, B y C, y sus correspondientes extremos con las R, S y T. Hemos marcado, además, con A', B' y C' los tres bornes de conexión exterior. Ya se ha explicado que la suma de las corrientes que circula en el mismo sentido por dos devanados es igual a la que circula, por el tercero, en sentido contrario:

Supongamos que por los devanados A-R y B-S circulan dos corrientes en sentido «directo», es decir desde A hacia R y desde B hacia S, en un momento determinado. Por C-T circulará una corriente igual a la suma de las dos anteriores, pero en sentido «contrario» (desde T hacia C). Las dos primeras tienen un valor que se representa por la longitud de las flechas, y la tercera es igual a la suma de las dos, tal como indica también su flecha. Observando la figura, resulta evidente que el total de las corrientes que «entran» por los bornes A' y B' es igual a la corriente que «sale» por C', no necesitándose, por lo tanto, ningún otro conductor de «vuelta».

Los distintos fabricantes adoptan para sus modelos una u otra conexión, indistintamente y según las conveniencias del caso.

En la figura 42 se ve, abierto y despiezado en sus órganos principales, el alternador Lucas. La carcasa o envolvente está formada por las piezas A y F que se sujetan entre sí por espárragos que entran en las tres orejas visibles en F. Dentro del cárter así formado, fijo a la carcasa A F, va el estátor D con las bobinas inducidas L; en su interior gira el rotor M cuyo eje se apoya, por un lado, en Q mediante el cojinete de bolas P (la tapa es O), y por el otro en F sobre el rodamiento de agujas G. Ambos apoyos suelen venir con un depósito de lubricante sellado de fábrica, en todas las marcas de alternadores, de modo que no hay que ocuparse de su engrase.

El rotor M tiene un arrollamiento único R para activar los polos que, desde una y otra cara de R, se doblan en forma de salientes formando los polos sucesivos N-S, etc., que en este caso son cuatro parejas, aunque más usual es que sean seis (seis N y seis S). La corriente continua para el arrollamiento inductor R, llega al rotor por

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los anillos lisos C sobre los que frotan las escobillas de carbón J, colocadas con su portaescobillas H sobre la tapa F. A las escobillas les llega la corriente continua desde el juego de seis rectificadores de silicio E, situados también sobre esta tapa y cuyo funcionamiento se explica más adelante.

La pieza A es la que se sujeta al bloque motor (como si fuese una dinamo), y en su cara oculta Q tiene la polea de arrastre por la que recibe el giro desde el cigüeñal mediante una correa, y también está el potente ventilador que aspira el aire desde F y lo hace pasar por dentro del alternador como en el caso de la dinamo de la figura 30, pero que aquí (fig. 42) debe refrigerar especialmente los seis diodos rectificadores E por lo que luego se dirá.

El alternador Chrysler (al que más se parecen todos) se diseña, también despiezado, en la figura 43. La carcasa está compuesta por las piezas A y L. En el cárter formado dentro de ellas se acoplan los elementos desplegados en el dibujo. El estátor G tiene las bobinas fijas cuyos tres hilos terminales H se empalman a los C que llevan la Corriente trifásica inducida a los seis diodos (rectificadores de silicio) como el Q, de los que tres son positivos (+) y tres negativos (-); como en esta instalación va puesto a masa el polo negativo de la batería, los tres diodos negativos se alojan en los tres recipientes 1, 2 y 3, mientras que los tres positivos lo hacen sobre un soporte aislado (porta-diodos) de metal muy buen conductor del calor para facilitar su enfriamiento. (En otros alternadores, también los puestos a masa ( sean positivos o negativos) se colocan en un soporte que, naturalmente, se pone a masa. Así ocurre en la figura 42: dentro de F hay un soporte para los tres como el E, y otro para los tres de más acá; el que lleva los de polaridad activa está aislado. Análogamente en el Delcotrón. Es de advertir que en las aplicaciones de la corriente alterna a los automóviles se colocaba a masa el polo positivo; pero con los rectificadores de silicio se viene poniendo a masa el polo negativo de la batería, como se comprueba en todos los coches americanos de 1963 en adelante.)

La corriente, ya rectificada, sale por los dos hilos B, de los que se deriva la necesaria para la bobina inductora F, en la que entra y sale por las escobillas O, unidas a los hilos terminales del arrollamiento F Este se halla devanado sobre el núcleo N cuyas piezas polares E y J (una norte y otra sur) tienen los dientes intercalados al tresbolillo formando así seis pares de polos magnéticos.

Las escobillas O frotan en ángulo recto sobre los anillos D, uno radial y otro sobre el eje MS. La refrigeración, que se obtiene con un solo ventilador en el Lucas y otros modelos, aquí se hace con dos K y P, que aspiran aire fresco por la tapas terminales de A y L para echarlo fuera por las ventanas periféricas R (como en los modelos grandes de Delcotrón).

En todos los casos, los alternadores son más cortos que las dinamos de la misma potencia, pesan un tercio menos, y tienen menos averías por carecer del colector. Las escobillas frotantes sobre los anillos, tanto por no hacerlo sobre delgas como porque la corriente que por ellos pasa es mucho menor que en las dinamos (sólo la necesaria para la excitación de los inductores) duran más de cien mil kilómetros sin entorpecimiento alguno.

Rectificadores

Los rectificadores que han hecho posible la aplicación del alternador al automóvil, con carácter general, son los formados por semiconductores. Al principio de Nociones de electricidad se explicó lo que son los conductores y los aislantes. Existen algunos cuerpos (el germanio y el silicio) que, en estado químicamente puro, o sea, con una proporción de cuerpos extraños del orden de una cien mil millonésima (una parte por cien mil millones de germanio o silicio puros), son muy buenos aislantes; pero si se introduce en ellos una débil cantidad, unas pocas milésimas de otro elemento bien determinado y puro, dejan de ser buenos aislantes sin llegar a ser aceptables conductores. Según cual sea el cuerpo agregado se obtiene material de tipo P (aceptante de electrones o aceptador) o de tipo N (donante de electrones o dador).

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Lo que interesa es que juntando una muestra P con otra N, la unión ofrece la notable propiedad de hacerse buena conductora en un sentido (polaridad positiva aplicada a P y negativa a N), y estrictamente aislante si se invierte la polaridad y se aplica (+) a N y (-) a P. Gracias a esa propiedad, bien se comprende que tal unión PN puede actuar como una válvula que deja pasar la corriente en un sentido y, prácticamente, lo impide en el opuesto. La unión se llama diodo, y aquellos cuerpos (silicio, germanio) así preparados reciben el nombre de semi-conductores. El silicio es el que se emplea para la rectificación de corriente alterna en los automóviles. El germano ha recibido una fabulosa aplicación en electrónica (radio) con sus transistores (triodos), que luego se explicarán, porque también empiezan a usarse desde 1960 en automovilismo.

En la figura 44 se representa de tamaño natural un diodo de silicio compuesto por una cubeta de bronce C sobre cuyo fondo estañado se coloca en R un cristal de silicio tipo N (o sea previamente contaminado con arsénico o antimonio); encima va una pastilla de indio (que es un metal parecido al estaño aceptador para dar una mezcla tipo P). Cristal y pildorilla tienen dimensiones que se expresan en milímetros y décimas de milímetro y los aprieta y sostiene la varilla conductora K mediante la espátula elástica e "indiomada" (recubierta de indio) E. Sometido el conjunto al calor en delicadas condiciones de fabricación el cristal de silicio se suelda al fondo gracias al estaño; el indio se funde y difunde parcialmente en el silicio creando la unión PN y la espátula E se suelda al indio. Del conjunto recubierto y protegido sale el borne K aislado y apretadamente sostenido por la tapa bien sellada de la cubeta C.

La representación gráfica de un diodo D (figura 45-1) indica que la corriente puede pasar en sentido de la flecha A pero no en el contrario de placa contra flecha. En 2 se ve cómo cuando la polaridad del alternador CA es contraria a la del diodo D la corriente no puede pasar (amperímetro en o); mientras que en 3 la otra polaridad o alternancia de CA coincide con la del diodo y pasa casi libremente a través de él según acusa el amperímetro T e indican las puntas de flecha en el circuito. Estas puntas de flecha se usan mucho para indicar simplificadamente un diodo suprimiendo la raya que sólo es necesaria para evitar confusiones. Así se representa en la figura 47.

Una aplicación del diodo de silicio en las instalaciones CC con dinamo es la de sustituir al disyuntor ya que deja pasar la corriente en el sentido dinamo a batería, pero no en el contrario impidiendo que ésta se descargue sobre aquélla. Así ha sido empleado en algunas dinamos Bosch sobre las que va el diodo provisto de buenas aletas metálicas para su refrigeración por la corriente de aire que entra a ventilar la dinamo (fig. 46).

Funcionamiento del rectificador (fig. 47).

Un rectificador R que, para cargar la batería B convierta en continua la corriente trifásica del alternador T está compuesto por los seis diodos cuya agrupación en R sc hace en la forma que señala la figura.

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Los seis circuitos son los que en cada instante y sucesivamente sigue la corriente inducida en el estátor de T. En cada momento, cl circuito usado por la corriente está determinado por el voltaje relativo de cada uno de los tres terminales (a b y C) del lado alternador; la corriente fluye siempre desde el terminal más positivo hacia la batería y regresa al más negativo. Las explicaciones a continuación deben seguirse sobre las figuras 47 y 17; cada esquema 1 a 6 de la 47 corresponde a lo que sucede en los instantes 1 a 6 (fig. 17-T) con las corrientes A B y C que salen por los bornes a b y c (dibujo t).

El dibujo 1 SC relaciona con el instante 1 (figura 17-7'). En el terminal a (dibujo 1) hay una tensión positiva A (dibujo T); la corriente pasa por el diodo izquierdo y Sigue a la batería (fig. 47-1) por los bornes (+) de R y R y regresa a cerrar circuito por los bornes (-) y diodo derecho al borne c que es el más negativo. En efecto: el b está a cero (véase curva R en ese instante 1) y el c tiene el valor negativo C' de la fase C. Como ya se dijo, la corriente siempre va del potencial positivo más alto al más bajo n4egativo.

Los instantes 2 y 3 (fig. 17-T) con los valores positivos de B y los negativos C' y A' (de las fases C y A) siguen, del mismo modo los circuitos marcados en negro en los dibujos 2 y 3 de la figura 26.

En el dibujo 4 se vuelve al caso 1 pero con la polaridad invertida o sea en el instante 4 de la figura 17-T con el positivo de C y negativo de A Y del mismo modo en los dibujos 5 y 6 que corresponden a los instantes 5 y 6 de la figura 17-T o sea los inversos de 2 y 3. Estas son las seis situaciones diferentes que pueden ocurrir.

En todos los casos, todas las corrientes en ambos sentidos (o sea, de las alternancias positivas y negativas) han sido debidamente canalizadas por los diodos del rectificador para aprovecharlas en la carga de la batería

Características del diodo

Aunque mineral de silicio se encuentra en abundancia (es la arena) el tratamiento para obtener el silicio químicamente puro es tan costoso que resulta más caro aún que el germanio y éste cuesta lo mismo que el oro. Casi todo el germanio se obtiene tratando el hollín de las chimeneas de las refinerías de plomo y cinc; para conseguir un kilogramo de germanio hay que operar sobre el hollín resultante de refinar unas 600 toneladas de mineral de cinc; pero aun así resulta menos caro que partiendo de los mejores minerales de germanio (que están

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en Africa).

Pero ya se dijo que las cantidades usadas en cada diodo (silicio) o transistor (germanio) son minúsculas (dimensiones expresadas en décimas de milímetros). El diodo de germanio saldría más barato; pero ni permite tanta densidad de corriente por milímetro cuadrado, ni sobre todo es tan resistente a la elevación de temperatura. En efecto: el enemigo de unos y otros es el calor, tanto de la temperatura ambiente como de su propio funcionamiento, pues aunque el rendimiento es del 95 al 98 por loo, ese 2 a 5 por loo que se pierde se convierte en calor que, aplicado sobre una superficie tan pequeña la, puede elevar la temperatura por encima del limite de seguridad. El silicio puede trabajar continuadamente a 150º; el germanio sólo a 65º. Por encima de esos valores la resistencia baja tanto que además de aumentar el calor y peligrar de destruirse, dejan de ser unidireccionales: la corriente puede circular en sentido inverso y provocarse Corto circuitos a uno y otro lado del diodo. Por estas razones, el silicio está indicado para los diodos (por los que pasa el flujo entero de la corriente), y el germanio para los transistores, que, tratando directamente poca energía, gobiernan mucha mas en otros circuitos contiguos.

Los 150º que soporta el silicio sin el menor daño, permiten colocar los diodos en el mismo alternador, obteniéndose un generador que proporciona corriente continua en el mismo sitio que lo haría una dinamo (los diodos sustituyen al colector); pero ante el posible riesgo de un calentamiento excesivo se cuidan la ventilación y enfriamiento con la insistencia y esmero que se detalló al describir los alternadores.

Otras características de los diodos es el voltaje que pueden soportar en el sentido en que funcionan como aislantes. Una tensión inversa creciente, al llegar a un valor determinado provoca el paso brusco de una corriente inversa a través de la unión (salto del diodo). Este efecto perjudicial en los diodos corrientes, se aprovecha de modo muy útil en los llamados diodos Zener, como se verá más adelante. Se representan como los de rectificación, pero en vez de una raya en la punta de flecha resulta una Z; su característica principal es que, siendo aislantes (detalle 1) con corriente nula cuando se les aplica un voltaje contrario a su polaridad, al subir el voltaje a un valor determinado (que se marca en el detalle 2 por los signos + y - dibujados gruesos) el diodo "salta" (deja paso a la corriente), pero al descender el voltaje recupera en el acto su cualidad aislante, para seguir funcionando así todas las veces que haga falta. En ese sentido actúa como una válvula de seguridad.

Transistores

Dos diodos puestos de espalda forman un transistor (figura 48-1). Si a uno y otro lado de un cristal B de germanio, contaminado con antimonio para ser de clase N, se aplican dos pastillas de indio E y C análogamente a como se explicó para los diodos, se habrán formado dos de éstos: EB en polaridad PN, y BC (clase NP) con el germanio N común. Este tríodo (porque tiene tres bornes) se llama transistor, palabra que se refiere a su propiedad de "transferir resistencia", como luego se dirá.

El símbolo representativo en los dibujos es el 2. Uno de tantos modelos esquemáticos es el 3, donde se ve cómo aparecen los dos diodos E y C con base común B. Los electrodos extremos E y G se llaman emisor y colector, respectivamente.

La fabricación de un transistor consta de dos fases: la formación de las "uniones" (figura 49-1) y el montaje dentro del envase (2).

A uno y otro lado del cristal clase N de germanio B que va a servir de "base" se sueldan dos esférulas de indio:

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La más pequeña E corresponderá al emisor; la otra C será el colector. La plaqueta de germanio con ambas esférulas - que en el dibujo aparecen muy aumentadas- se mete en hornos donde se realizan las difusiones F y se forman las dos "uniones". La temperatura (variable entre 520º y 590º, según el tipo de transistor a obtener) está rigurosamente controlada con error menor de un grado, y así se fija la distancia casi microscópica Y que debe quedar entre las dos uniones.

Luego se sueldan a las bolillas de indio (dibujo 2) unos hilos de níquel L, tan finos que los operarios trabajan con lentes de aumento; y por último se monta el transistor T sobre el soporte de vidrio V atravesado por los tres conductores rígidos K que, dentro del envase S, se sueldan a los hilos de níquel y a la base, y por fuera son los tres terminales o bornes del transistor encerrado sólidamente en S. Estos detalles de fabricación, así como los expuestos más atrás acerca de la obtención del germanio, dan idea del tamaño tan pequeño y el coste tan grande - sobre todo al principio- y de que diodos y transistores son piezas a no hurgar.

En la figura 48-3 se ve cómo suele enlazarse la base con su borne exterior por medio de un anillo R cuya distancia a la línea E-C (colector-emisor) debe ser bastante mayor que el espesor de la base U entre emisor y colector.

Funcionamiento

La característica principal del transistor es la amplificación de corriente. El montaje de un transistor T (figura 50-1), clase PNP, enlaza el (+) de la batería con el emisor E, y el (-) de aquella con el colector C; la base se une a este circuito mediante el interruptor R. Si con R cerrado se supone abierto el circuito del colector en S, por el emisor-base circulará una apreciable corriente Y de 4,5 amperios, por ejemplo; la resistencia de este circuito es pequeña. Si, con S ya cerrado, o sea, con el circuito emisor-colector E-C sin cortar (dibujo 2) se abre R, no circulará corriente por el E-B, como es natural pero tampoco prácticamente por el E-C (I = O): la base del transistor actúa como pantalla o gran resistencia. Si ahora se cierra R (dibujo 3) entonces ocurre el curioso fenómeno, característico del transistor, de que por la batería circula, como en 1, la corriente Y = 4,5 amperios; pero por R pasará muy poca corriente (por ejemplo de 0,3 amperios), mientras que casi toda circulará por el circuito emisor-colector E-C (I = 4,2 amperios; siendo Y = I + i); es como si la gran resistencia que ofrecía en 2 el circuito E-C se hubiera transferido en 3 al E-R (que en i no la tenía).

Esta propiedad del transistor permite, operando con intensidades reducidas (en el círculo emisor-base), el gobierno de intensidades de diez a cien veces mayores en el circuito contiguo emisor-colector.

Una semejanza eléctrica es el relé (dibujo 5); la pequeña corriente que pasa de e a b por la bobina derivada N la convierte en un electroimán que atrae su armadura venciendo al muelle m, y cierra los contactos c por los que pasará la corriente principal; igual que en el transistor, sólo que no hay piezas móviles ni contactos.

Aunque no se había mencionado hasta ahora, expresamente, existen también transistores de tipo NPN, en los que la base es de silicio contaminado positivamente (impurezas de galio, indio, etc.) para obtener un cristal de tipo P (aceptador de electrones). El emisor y el colector son ahora de tipo N (dadores). La constitución general, el proceso de fabricación y su funcionamiento son enteramente similares, pero la naturaleza de la base (silicio) los distingue desde el punto de vista económico. En efecto, debido a la obtención del silicio es bastante más costosa que la del germanio, los transistores NPN cuestan aproximadamente un 60 por 100 más que los que PNP mucho más difundidos. En algunas ocasiones, sin embargo, la utilización de un transistor NPN puede sustituir a la de dos PNP, y ésta es la razón por la que aparezcan en algunos circuitos de los automóviles, y de que se haga mención aquí de ellos. La ventaja económica y de sencillez que esto supone se hace patente, como se verá, en los circuitos de encendido, cuando la instalación es con positivo a masa.

Su representación simbólica puede verse en el detalle 4 de la figura 48. La flecha se dirige ahora desde la base al emisor, que está conectado al borne negativo, mientras que el colector y la base lo hacen al positivo. Por lo demás, y como se puede ver en el detalle 6 de la figura 50, si se atiende a que la corriente (que ahora va de

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colector a emisor en el sentido positivo) sigue circulando en el sentido que marca la flecha, la única diferencia es que habrá de conectar la base al borne (+ ) de la batería, para obtener un funcionamiento enteramente similar.

Regulación con transistores

En la figura 50-4 se representa el 3, ya explicado, con la notación simbólica para el transistor T. Si el interruptor K está formado por los contactos del regulador de tensión, cada vez que éstos se abran se transfiere al inductor F la resistencia del circuito colector. Los contactos vibrantes K no tienen que estar cortando toda la corriente inductora, sino otra mucho menor (aquí unas 15 veces menos), por lo que durarán bastante mas.

El esquema real para un regulador transistorizado que podría ser colocado en R . Se detalla en la figura 51: el transistor T se monta con el emisor E unido al enlace alternador-batería (borne B), y el colector C al borne F del circuito inductor. La acción de la bobina en derivación D corta y restablece la débil corriente (del orden de una a tres décimas de amperio) del circuito emisor-base E-B con su resistencia S y contactos vibratorios K. La corriente principal para la bobina inductora en el alternador pasa por el circuito emisor-colector E-C, como quedó dicho; pero ya sin cortes mecánicos. Las espiras Q, recorridas por la corriente pulsatoria del inductor, facilitan la vibración de K. Por último, el diodo de descarga G se inserta para protección del transistor.

El verdadero regulador por transistores o regulador electrónico carece de vibrador mecánico ( Figura 52 ), por lo que su duración es prácticamente ilimitada sin averías. Consta de dos transistores TI y T2, un diodo Zener Z y un diodo de descarga G cuya función es proteger a los transistores lo mismo que en la figura anterior. El borne B se enlaza al circuito alternador-batería; por el F sale la corriente para la bobina inductora giratoria dentro del

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alternador, corriente que llega desde B por el circuito E1-C1 del primer transistor, que hace de llave de paso.

Esta llave se abre cuando la corriente puede seguir el camino emisor base El-Rl a masa M1; y se cierra si no pasa corriente por B1. (Recurdese la explicación de funcionamiento de los transistores en la figura 34: es el mismo caso.) La base B1 puede ser cortocircuitada, o sea, dejada fuera de acción, sí la corriente que viene de B toma el camino A-E2-C2-MI. Para esto es preciso que la tensión en B suba por encima de la de "Salto" de Z. En este caso la corriente pasa por A-E2-B2-Z-M2, y pasa también por A-E2-C2-Mi. Con ello B1 se queda cortocircuitado y no recibe corriente; y el circuito E1-C1 del inductor F queda cortado, la tensión en el alternador cae y vuelve a comenzar el ciclo: el diodo Zener sustituye a los contactos vibradores La tensión de reglaje, o sea, la fijación del voltaje en B para el cual debe "saltar" el diodo Z Se ajusta con la resistencia variable R (potenciómetro), adecuando la cuantía de la carga a las necesidades medías del coche. Las resistencias S y varios condensadores que no se han dibujado para mayor claridad, tienen por objeto equilibrar los circuitos y ajustar sus características a los fines propuestos

I - ARRANQUE

Para poner en marcha un motor de automóvil es preciso hacerlo girar a mano o por algún medio mecánico con objeto de llenar los cilindros de la mezcla de aire y nafta procedente del carburador y se produzcan chispas en las bujías que inicien las explosiones. Actualmente, casi la totalidad de los motores de automóvil se arrancan por el segundo procedimiento, empleando para ello un pequeño motor eléctrico alimentado por la corriente de la batería.

Un motor eléctrico es de constitución igual a una dínamo. En vez de hacer girar el inducido para que nazca corriente, aquí se hace pasar una corriente (procedente de la batería) por el inductor y el inducido, y éste se pone a girar, desarrollando la energía mecánica que hace falta (figura 53): la diferencia principal en los motores de arranque respecto a las dinamos estudiadas es que los inductores (aquí estátor) no están en derivación, Sino en serie con el inducido (rotor), o sea que la corriente de la batería los recorre a continuación, siendo indiferente que primero pase por uno que por otros. El movimiento se produce porque las espiras del rotor, al ser recorridas por una corriente, se convierten en electroimanes, cuyos polos son atraídos por los polos fijos del estátor, y corno gracias al colector los polos del inducido cambian en cuanto giran lo suficiente para ponerse enfrente de sus contrarios del ¡inductor, vuelven a ser atraídos los nuevos polos, y así sucesivamente. la fuerza de los motores eléctricos no es mas que atracción de polos magnéticos de nombre contrario.

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Otra diferencia entre dínamos y motores eléctricos para automóviles es que por necesitar bastante potencia para mover el motor del coche, la corriente tiene que ser muy intensa y, por tanto, los conductores muy gruesos.

También los motores pueden ser bipolares (fig. 53), o de cuatro o seis polos. La figura 54 es el esquema de uno tetrapolar, en el que la corriente de la batería entra por el borne A, se divide en dos ramas o circuitos - cada uno a una pareja de polos 1-, que vuelven a unirse para que la corriente entre en el motor por una escobilla y, después de recorrerlo, salga a masa por la otra.

En la figura 55 se ven los esquemas de un motor tetrapolar 4. con las cuatro escobillas, en el que la corriente que viene por B recorre primero el rotor y luego sale por las otras dos escobillas a los polos y masa. En el motor de seis polos (exapo]ar) , la corriente que entra por B se divide en tres ramas para recorrer en cada una primero un par de bobinas del estator y luego las correspondientes del rotor, saliendo a masa por la escobilla opuesta.

La constitución interna de un motor de arranque bipolar se muestra en la figura 57, cuya leyenda explica los elementos.

El motor eléctrico se monta sobre el block superior del motor del coche (fig. 56)

de tal modo que el piñón 7, que lleva en el extremo de su eje lo engrane con la corona dentada 8 de la periferia del volante. De esta forma, cuando gire el motor eléctrico obligará a girar también al motor del automóvil y podrá arrancar. El piñón 7 suele tener nueve dientes, y la corona del volante más de cien (hasta 170): estas cifras dan idea de los tamaños.

Pero es necesario disponer el aparato de tal modo que en el momento en que arranca el motor del coche se desacople el piñón 7 del volante 8, pues si no, ahora sería el motor del coche el que obligase a girar al eléctrico, y éste lo haría a tal velocidad, arrastrado por el engranaje citado, que se rompería.

Ello se consigue por dos procedimientos principales: uno es el mecanismo Béndíx, usado por casi todos los

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coches durante muchos años, y otro es el de acoplamiento libre (overrunning clutch) que modernamente se emplea tanto o más que aquél.

Béndix

EI eje del motor de arranque (Figura 56) se prolonga desde la cabeza 12 hasta el apoyo 6, enchufándose esta parte delgada en el manguito 10-5 que lleva una rosca sobre la que puede avanzar o retroceder, al atornillarse, el piñón 7 con un contrapeso excéntrico 4 El muelle 11 se sujeta en 1 al eje 12, y en 2 al manguito 10-5, de modo que ambos quedan enlazados elásticamente.

Supóngase que se quiere arrancar el motor del coche: 7 estará desacoplado del volante 8. Al cerrar el interruptor de arranque, la corriente de la batería entra por el borne Z y el motor de arranque se pone a girar y con él el manguito 10; corno el piñón 7 tiende a quedarse quieto por la resistencia o inercia que ofrece el contrapeso excéntrico 4 a dar vueltas al eje 10 es el que gira dentro del piñón 7, obligándole a desplazarse hacia la derecha hasta que tropieza con el tope 5 y se pone a girar también. Durante su desplazamiento ha engranado con el volante 8, de modo que en cuanto se pone a girar obliga a hacerlo también al motor del coche, que arrancará en la forma explicada. En cuanto el motor del automóvil se mueve por sí solo, se suelta el interruptor de puesta en marcha para parar el motor eléctrico, y se obtiene el desacoplamiento del piñón béndix 7, porque ahora el volante 8 le hará girar más de prisa que el motor eléctrico, que tiende a pararse, y, por consiguiente, se atornillará sobre la rosca del eje 10, retrocediendo y eclipsándose hasta su posición primitiva. En este sitio es suavemente retenido por un trinquete de resorte 9, que entra en la garganta 3 del eje 10 y que no le impide, sin

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embargo, salir a funcionar cuando vuelva a usarse la puesta en marcha. Sobre la rosca del manguito, entre el piñón 7 y el tope 5, hay un ligero resorte (no dibujado) que es vencido cuando 7 tiene que avanzar a arrancar el motor pero que le ayuda a retirarse después.

El interruptor fue de pedal durante muchos años; pero en el Citroen suele ser un tirador desde el tablero, para motores pequeños y algunos medianos; en los motores grandes es siempre en el tablero o en otro sitio un interruptor auxiliar que envía corriente a un relé, (electroimán) que al actuar hace funcionar el verdadero interruptor del circuito de arranque, como en la figura 59, en la que se dibuja una instalación de arranque con relé y mando directo del piñón de engrane: de la batería se deriva un circuito que pasa por el botón B del tablero y sigue el arrollamiento del relé y masa. Cuando se pulsa B, la corriente activa el electroimán del relé, que atrae su núcleo deslizante N y cierra circuito a la gran corriente de arranque por los gruesos contactos del interruptor J; al mismo tiempo, el otro extremo del citado núcleo tira y hace oscilar la palanca K que empuja el collar G, obligando al piñón P a engranar con la corona dentada del volante. El sistema es de acoplamiento libre C.

Los potentes motores de los coches grandes modernos, con elevada compresión, requieren un gran esfuerzo inicial para el arranque: son sólo unos segundos, pero durante ellos la batería cede un enorme amperaje que requiere gruesos contactos en el interruptor principal este lleva dos arrollamientos (fig. 60): el V de fuerte consumo para efectuar el arrastre del núcleo N del relé 1 que mueve el gran interruptor Z, y el W. Ambos reciben corriente por la acción del pequeño relé 2 accionado por el interruptor de arranque 1. Al cerrarse éste, se unen los contactos de 2 y la corriente de la batería pasa por ellos, desde el borne alto de Z, a ambas bobinas V y W: la primera cierra circuito por el contacto bajo de Z y los arrollamientos del propio motor de arranque, a masa; la W es más fina con más resistencia y toma masa directamente como el relé de la figura 59. En la 60 se ve que, cuando Z se cierra la V queda en cortocircuito, porque está derivada entre los dos contactos de Z, en cambio, la W sigue consumiendo corriente y mantiene el núcleo N cerrando Z basta que se corta el arranque por soltarse el relé 2. Así se gasta en el interruptor principal el mínimo posible de corriente dejando toda para el arranque.

Como la corriente es tan intensa, los cables deben ser muy gruesos y lo más cortos posible. De la batería sale un cable grueso hasta el interruptor, lo mismo desde éste al arranque y las dos tomas de masa (la del motor suele ser su propia coraza). Desde el interruptor de arranque hasta el amperímetro, el cable es del grueso normal. El amperímetro no funciona para el arranque eléctrico, pues su capacidad de medida está adecuada para los servicios normales solamente.

J - ENCENDIDO

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Generalidades

Al explicar el ciclo de cuatro tiempos se dijo que al final de la compresión, en el momento en que el pistón alcanza el punto muerto superior, salta una chispa en la bujía que produce la inflamación y explosión de los gases carburados comprimidos cuya fuerza empuja el pistón hacia abajo, comunicándose el impulso por la biela al cigüeñal, que así se ve obligado a girar.

En la práctica, la chispa no salta precisamente cuando el pistón está en el p.m.s., sino que es necesario un cierto avance al encendido, es decir, que la chispa debe producirse un poco antes de que el pistón llegue al p.m.s., debido a que la explosión no se propaga instantáneamente en la mezcla comprimida. En el momento en que salta la chispa en las puntas de la bujía (fig. 1-1), se inflaman las partes de gas carburado que están en sus proximidades, pero la inflamación del resto de la masa gaseosa se hace progresivamente, muy deprisa, es verdad; pero cuando el motor gira a gran velocidad (como ocurre en los motores modernos, que tienen su velocidad de régimen de 3.000 a 4.000 revoluciones por minuto), la velocidad lineal del pistón, o sea la velocidad con que se mueve arriba y abajo en el cilindro, es enorme; tanta que puede llegar a ser como la de la propagación de la explosión. Resulta que si se hace saltar la chispa justamente en el momento en que el pistón está en el p.m.s. y empieza a descender, como la explosión se propaga por ondas sucesivas 1-2-3-4, cuando llega a alcanzar la cara superior del émbolo P, ésta ya no está en P, sino que ha tenido tiempo para bajar, por ejemplo, hasta R, posición que corresponde, como se ve en la figura, a casi el final de la carrera, cuando ya se abre la válvula de escape, y la explosión habría sido completamente inútil, pues el pistón no llegaría a recibir su impulso motriz.

En cambio (fig. 1-2), si se hace saltar la chispa cuando el pistón está en S, antes de llegar al p.m.s. T, mientras el pistón sube esta distancia da tiempo a que la inflamación se propague de la bujía a T, y cuando empiece a bajar el émbolo reciba en su cara superior toda la fuerza de la explosión.

Se comprende que cuanto mayor sea la velocidad del pistón, y, por tanto, del motor, mayor deberá ser cl avance al encendido. Como regla general: el avance será tanto mayor cuanto mas de prisa gire el motor.

Por otra parte, la velocidad con que se propaga la inflamación de la mezcla es tanto mayor cuanto más comprimida se encuentra ésta; es decir, que si el coche marcha con la mariposa abierta del todo y el llenado de los cilindros es completo, el avance al encendido deberá ser menor que si se marcha a medios gases, con la mariposa medio cerrada, que impide un llenado total. De modo que, para la misma velocidad del motor el avance será mayor para la marcha a medios gases, y menor si el acelerador está pisado a fondo.

Con arreglo a las dos normas subrayadas, el chofer manejará el avance al encendido, si éste no fuese

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automático, que sí lo es en la mayoría de los coches modernos. Siempre se llevará lo más avanzado posible, hasta el punto inmediatamente anterior al en que se oigan picar las bielas, que es el contragolpe que sufren si un exceso de avance al encendido hace que la explosión alcance al émbolo antes de llegar al p.m.s. Este contragolpe hace chirriar o chillar el cojinete de cabeza de biela Z de un modo muy claro.

Si al arrancar el motor a mano con la manivela se pone el encendido muy avanzado puede ocurrir que, llegando la fuerza de la explosión al pistón antes de que éste alcance el p.m.s., retroceda el émbolo haciendo girar al revés el cigüeñal con peligro para el mecánico pues si le coge en mala posición la mano agarrando la manivela sufrirá un fuerte golpe y fácilmente la fractura de la muñeca. Para evitar esto, cuando se arranque el motor a mano debe retrasarse el encendido y, además, coger la manivela en la forma que se ve en la figura 2, siempre tirando de abajo arriba. Al lado se representa el modo defectuoso de cogerla, abrazándola con el pulgar y empujando de arriba abajo: así agarrada, un retroceso del cigüeñal produce un golpe brutal contra el brazo.

El avance al encendido se mide, o bien en milímetros de carrera lineal ST del pistón (fig. 1), o por el ángulo a correspondiente expresado en grados.

Ya en pocos automóviles el avance es fijo, teniendo por valor la cantidad que el constructor ha estimado como término medio más conveniente. En otros es variable a mano, y el chofer lo gradúa con arreglo a las circunstancias de cada momento mediante una manecilla que suele ir en el volante de la dirección y que veremos cómo actúa sobre los aparatos de encendido. Actualmente es de uso general el mando automático o semiautomático del avance.

Un exceso de avance al encendido se nota, como ya se dijo, en el golpeo del motor, sobre todo a plenos gases. No se advierte tan fácilmente cuando va indebidamente retrasado, pues las consecuencias pueden, a primera visto, atribuirse a otras causas. Los efectos no son nocivos al mecanismo inmediatamente, pero el motor tiende a calentarse y gastar más gasolina dando poca potencia, es decir, que "tira poco".

K - BUJIAS

En el momento oportuno, la corriente del encendido llega a la bujía (figura 3) por el cable A, unido al terminal T del electrodo central C, que penetra en el interior de la cámara de explosión, y que está rodeado y separado por el aislante B del cuerpo metálico D, por el cual la bujía se atornilla en el orificio roscado practicado en la parte superior del cilindro o en la culata. La chispa salta en E, entre el electrodo central y una o más puntas del cuerpo metálico, por el cual pasa a masa cerrando circuito

El aislante B suele ser una porcelana a base de óxido de aluminio (corindón), pues la mica y los productos cerámicos a base de sílice son atacados por el tetraetilo de plomo que con frecuencia se añade ahora a la gasolina..

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El detalle de la bujía (fig. 4) es el siguiente: 1, terminal con tuerca, clip o enchufe, al que se sujeta el extremo del cable que viene desde el distribuidor de la corriente de encendido; 2, electrodo central; 3, aislante; 4, cuerpo metálico de la bujía, con rosca 7 para atornillaría al orificio del cilindro; 5, una punta (a veces dos o tres) que sale del cuerpo metálico y que recoge, para llevar a masa a través del espacio 6, la chispa con que salta la corriente de alta tensión (más de 10.000 voltios) del encendido. El espacio 6 es de 25 a 35 milésimas de pulgada (0,025" a 0.035") o su equivalente de 6,3 a 8,9 décimas de milímetro en caso de encendido por batería. y de 0,018" (4,6 décimas de milímetro), con encendido por magneto. La bujía se aprieta herméticamente a la culata con interposición de la junta o arandela 8, de amianto forrado de cobre. El aislante viene sujeto al cuerpo metálico en forma estanca por las juntas interiores 9 y 10.

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Las figuras 5 y 7 muestran otros tipos de bujías modernas, y en ellas puede apreciarse la forma de tuerca seisavada que tiene el cuerpo para poder apretar la bujía en su alojamiento o quitarla, cosa que siempre se hará con una llave de tubo de la medida exacta, y jamás con llave fija y menos inglesa.

Hasta hace unos años se encontraban en el mercado bujías desarmables para facilitar su limpieza; pero la estanqueidad era dudosa, y por ello dejaron de usarse.

La anchura de la parte atornillada agrupaba antes las bujías en dos clases: tipo americano, de un diámetro exterior de rosca de 7/8 de pulgada (22,22 mm.), hoy completamente en desuso, y el llamado tipo europeo, de 18 mm. de diámetro, que fue de empleo general. Con objeto de reducir el foco caliente que forma el aislante del electrodo central, así como ocupar menos espacio, en los años últimos se extendió universalmente el uso del tipo 14 (rosca de 14 mm. de diámetro), que, además, necesita de un orificio más pequeño, en beneficio de la camisa de agua que refrigera esas partes, precisamente de las más calientes del motor. Para aumentar las ventajas citadas y hacer la bujía lo más pequeña posible, con lo que podrá colocarse en el sitio más favorable, se empezó a usar en motores de aviación el tipo 10 (rosca de 10 mm. de diámetro), que también se aplica al automovilismo. La figura 5 señala el tamaño relativo de los tres tipos hoy empleados: 18, 14 y 10 milímetros. También existe el de rosca de 12 milímetros, intermedio entre los de 10 y 14.

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Dentro de cada uno de los tipos citados, las bujías tienen la parte roscada más o menos larga (fig. 6); cada motor requiere la longitud adecuada, que es la central con la rosca enrasada a la pared interior de la. cámara de explosión, o un poquito menos. Además, la longitud del aislador por dentro es también variable, ofreciendo más o menos fácil paso al calor interno, que se transmite en su mayor parte por el aislador a la masa metálica del motor. Si el aislador es corto (fig. 7 A), la bujía es fría, es decir, que evacua más fácilmente el calor que si el aislador es largo (bujía caliente B). Según el tipo de motor, conviene usar unas u otras, porque en un motor de alta compresión y cámara de explosión con elevadas temperaturas, una bujía caliente (también llamada dura, «hard») puede llegar a tener su electrodo o alguna parte metálica incandescentes, provocando el autoencendido (explosión prematura de la mezcla), y, en cambio, una bujía fría A (suave o «soft»), en un motor frío, no llega a tener sus electrodos y aislador a la debida temperatura de funcionamiento (cerca de 500 grados), y el aceite que en ellos se deposita por dentro no se quema, engrasándose la bujía.

Así, pues, por razones de medidas y funcionamiento, cada motor requiere una bujía apropiada; todas las fábricas de estos accesorios hacen listas indicando qué tipo debe usarse, según la marca y modelo del coche. El libro de instrucciones de éste también lo indica, y el chofer debe atenerse a ambas normas. En todas las tiendas de accesorios bien surtidas, donde venden bujías, tienen Tablas o Cuadros por marcas especificando el tipo de bujía mas conveniente por tamaño y grado térmico para cada modelo de automóvil.

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El funcionamiento interno correcto de la bujía (fig. 8) puede alterarse si el aislador se rompe (fig. 9), pues la hendidura ofrece un paso más fácil a la corriente que la separación de las puntas en un medio a alta presión. Si la superficie interior del aislador se ensucia de aceite que no se quema (bujía engrasada), la corriente se va por él (fig. 10) porque es aceite con hollín, carbonoso, y el carbón es buen conductor de la electricidad. Por último (fig. 11), una partícula de carbonilla o una gota de aceite no quemado entre los electrodos sirven de conductor sin que salte la chispa.

Para los coches que tienen radio-receptor se hacen unas bujías especiales antiparásitas, con objeto de que no se oiga en el altavoz el ruido de las chispas. Llevan, simplemente, una fuerte resistencia intercalada en el electrodo central; pero esto mismo hace perder algo de fuerza a la chispa, sin que el resultado pretendido sea perfecto. Casi todos los receptores de radio para automóvil llevan disposiciones a propósito que evitan los ruidos e interferencias del funcionamiento del motor.

Transformador de corriente para el encendido.

Parece lógico, puesto que el coche lleva una batería de acumuladores cargada con una dinamo, enviar la corriente que esta instalación produce a las bujías para que salte entre sus puntas e inflame la mezcla carburada. Pero ya se dijo que la tensión necesaria para que una corriente eléctrica salte a través del aire, y con mayor

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razón en un gas comprimido, tiene que ser muy grande, porque aire y gases son aislantes. Como se ha visto la tensión de la corriente de la batería es de 6 ó 12 voltios, según los coches, y este voltaje es demasiado reducido para que pueda saltar la corriente a través del pequeño espacio que hay entre los electrodos de la bujía.

Para conseguir la alta tensión necesaria, de varios miles de voltios, se recurre a un transformador o bobina elevadora de tensión, basado en la Inducción, ya explicada.

Se vio más atrás (véase inducción) cómo mediante el giro de una espira (o también de una serie de espiras es decir, mediante el giro de una bobina) en un campo magnético se obtenía corriente eléctrica que nacía precisamente por la variación del flujo que atraviesa el interior de la espira.

Por medio de un electroimán, y con este mismo principio de la variación del flujo, se puede producir nueva corriente eléctrica. En efecto: en la figura 14 (sección magnetismo) se tiene un generador de corriente G (por ejemplo una batería), y si se cierra el interruptor I , la bobina E se convierte en un electroimán cuyo flujo va del polo N. al S. por fuera y regresa de S. a N. por dentro del núcleo (fig. 15) sección magnetismo). Si se abre el interruptor I , la corriente cesa de circular, y, por tanto, el flujo desaparece; al cerrarlo de nuevo vuelve el flujo a aparecer, y así sucesivamente. Pues bien: encima de la bobina E y sobre su mismo núcleo, se arrolla una segunda bobina S (fig. 12) (se suprime el dibujo del núcleo en la figura para tener mayor claridad), cuyos extremos se unen a un galvanómetro A. Como el interruptor I se está cerrando y abriendo, el flujo magnético de la bobina E aparece y desaparece a compás del movimiento de I . Pero como la bobina S está arrollada sobre el mismo núcleo de la E, resulta que sus espiras están atravesadas por ese flujo variable, y, por lo tanto, nacerá en ellas una corriente eléctrica, según lo que se dijo al hablar del fenómeno de inducción. Esta nueva corriente eléctrica de la bobina S se acusa por medio del galvanómetro A, y se comprueba que la corriente de este circuito (llamado secundario) nace justamente en el momento en que desaparece el campo magnético, es decir, cuando se abre el interruptor I del circuito primario.

Aquí se presenta una particularidad: cuantas más espiras tenga la bobina S, mayor es la tensión de la corriente secundaria. Por ejemplo: si E tiene 100 espiras y S tiene 1.000, el voltaje de la corriente que nace en S guarda con el de E la misma proporción, o sea que será diez veces mayor, de modo que si la tensión de G es de 6 voltios, la de la corriente inducida en S será de 6o voltios. En cambio, la intensidad es diez veces más pequeña; pero para la aplicación al encendido esto no importa. Lo interesante es el aumento de voltaje conseguido, pues gracias a ello, con la corriente de la batería de acumuladores se puede hacer saltar una chispa en las bujías, como se ve en la figura 13. La corriente de la batería se hace pasar por el arrollamiento de hilo grueso E, interruptor I (que en este caso se llama ruptor) y por masa cierra circuito con el otro polo de los acumuladores. Cada vez que I se abre cortando el paso de la corriente primaria, nace en el arrollamiento S, de hilo fino y de muchas vueltas, una corriente de alta tensión que por el dedo giratorio D de un distribuidor, pasa a la bujía correspondiente, salta entre el electrodo central y el que está unido a masa y cierra por ésta el circuito con el otro extremo de la bobina S.

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Este es el fundamento del encendido de los motores de automóvil. Sólo queda por describir el detalle de los aparatos.

L - CONJUNTO DE ENCENDIDO

Encendido por batería

El esquema de este encendido llamado también Delco porque ésta fué su primera marca es el de la figura 13. En él se aprecia la necesidad de dos aparatos móviles (ruptor 1 y distribuidor D) y uno fijo (la bobina o transformador de voltaje con el doble arrollamiento E-S).

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En la figura 14 se dibuja con detalle este encendido. La bobina 1 es de forma circular con tres bornes: 2 v 3 para entrada y salida de la corriente primaria, y 4 para salida de la corriente secundaria.

El ruptor y el distribuidor van colocados en un solo aparato llamado cabeza, que es el conjunto de aparatos de 9a 16.

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Circuito primario Sobre el platillo fijo 5 hay un contacto 6 llamado yunque, sobre el que se aplica el otro contacto 7 colocado en el extremo de un resorte (martillo) que está fijo al platillo por su otro extremo 8. El platillo está atravesado en su centro por el eje vertical ZZ , que gira con el motor del coche por medio del un engranaje 9. Este eje vertical lleva a la altura del platillo una leva 10 con tantos salientes como cilindros tenga el motor (en la figura son cuatro). Al girar ZZ , la leva 10 tropieza con sus salientes en el martillo 7 y obliga a separarse los contactos 6 y 7, que forman el ruptor propiamente dicho. El circuito de la corriente primaria es el siguiente: sale del borne H de la batería, sigue por el borne K del interruptor de arranque, amperímetro, interruptor o llave de encendido Q, que tiene dos posiciones: "p", de parada, en la que la corriente queda ahí cortada, y "m", de marcha, en la que la corriente sigue por 2, resistencia "r", que ya se dirá para qué es, bobina de hilo grueso, sale por el borne 3, entra en el ruptor por el borne II , pasa por los contactos del ruptor 6 y 7, resorte 7-8 y en 8 se va a masa por la línea de puntos que se ve en la figura (pues el eje ZZ está en contacto con la masa metálica del bloque motor), cerrando circuito con el borne G de la batería, que está unida a masa en C.

Cada vez que la leva 10 separa los contactos 6 y 7, se interrumpe la corriente del circuito primario, y en ese instante nace en el arrollamiento de hilo fino de la bobina "i" una corriente de alta tensión.

Circuito secundario El distribuidor está formado por un dedo 12 de material aislante sobre el que va un resorte 13 que tiene un extremo apoyado constantemente sobre el borne de carbón 14, y el otro pasa, al girar el eje ZZcon el dedo 12, muy cerca, casi rozando, los terminales 15, que se unen a los cables que llevan la corriente al electrodo central de la bujía. El espacio que queda es de 2 a 3 décimas de mm, y la corriente de alta tensión que va a las bujías 10 salta en forma de pequeña chispa y sin que por esto pierda fuerza. El borne de carbón 14 y los terminales 15 están colocados sobre la tapa fija 16, de material aislante, que se une al platillo 5 con unas abrazaderas de fleje de acero y puede desmontar fácilmente.

En resumen: el plato 5 con su tapa 16 están quietos; al girar ZZ , la leva 10 hace funcionar el ruptor 6-7, y el dedo distribuidor 12 recoge la corriente secundaria de alto voltaje en 14 y por el muelle 13 la envía a los terminales 15 de los cables de las bujías.

El circuito secundario es el siguiente: la corriente que nace en cl arrollamiento de hilo fino de la bobina sale de ésta por el borne 4, sigue por un cable hasta el borne central 14 de la tapa 16, resorte 13, terminal 15, cable que va hasta el electrodo central de la bujía, salta el espacio entre sus puntas 17 y se va a masa por la rosca, cerrando circuito en la bobina con la toma de masa 18 del otro extremo del arrollamiento de hilo fino.

El arrollamiento secundario no lleva su toma de masa 18 independiente, como por claridad de la explicación se dibuja en la figura, sino que lo hace a través de la bobina primaria (la de hilo grueso) uno de cuyos extremos está permanentemente a masa a través del amperímetro y la batería. Los seis o doce voltios de ésta no representan nada frente a los varios miles (de 6.ooo hasta cerca de 20.000 voltios) de la corriente de encendido. De esta forma se evita la toma de masa en la bobina, que sería un contacto y un borne más que cuidar, facilitándose el cambio de bobina en caso de avería; pero, sobre todo, se consigue así que, fácilmente por colocación relativa de los arrollamientos interiores, la polaridad del secundario sea siempre negativa en el dedo del distribuidor y, por lo tanto, en los electrodos centrales de las bujías, respecto a la masa del coche; y esto, cualquiera que sea el polo de la batería puesto a masa.

En efecto, se han observado en la práctica dos hechos curiosos: primero, que cuando salta una chispa entre dos electrodos, como entre 12 y 15, y en 17, la corrosión es mayor, casi única, en el de polaridad positiva. Sí el dedo 12 fuera positivo, parece ser que toda la corrosión cargaría sobre él; y lo mismo en el electrodo central de la bujía; pero haciendo que el voltaje secundario sea negativo respecto a la masa, el dedo 12 será negativo respecto a los contactos 15 que son varios a repartirse el desgaste; y en las bujías pasa algo parecido, pues el terminal unido al cuerpo metálico puede ser y es mayor que el del centro; además que es el que se dobla para ajustar su separación respecto a la punta del medio que no debe forzarse so pena de romper el aislante.

El otro fenómeno es que, con polaridad positiva en el secundario, a veces se presentan dificultades en el arranque y fallos a alta velocidad, que no tienen lugar si aquélla es negativa. Por ello, las buenas bobinas para coches determinados señalan los dos terminales de baja tensión con las iniciales T («timer», ruptor) y B(batería), o bien + y - para unir a los lados + y - de la batería, ya teniendo en cuenta el polo de ésta puesto a masa. Pero si la bobina que se desmontó o cambió no los tuviera y apareciesen los fallos citados, convendrá intercambiar las conexiones del primario de la bobina por si ahí radica la causa.

El arrollamiento primario de las bobinas corrientes tiene del orden de las 200 espiras, y el secundario más de 20.000. Aunque por la relación de estas cifras parece que el voltaje del secundario no sería sino unas cien veces superior al de la batería que alimenta el primario, en la realidad el corte de la corriente por el ruptor produce

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otros fenómenos (como el golpe de ariete en las tuberías de agua cuando se corta bruscamente la salida) que elevan el voltaje mucho más.

Supóngase un motor de seis cilindros que gira a 3.000 revoluciones por minuto, caso muy frecuente en la práctica. Como ya se dijo que cada ciclo de cuatro tiempos se realiza en dos vueltas del cigüeñal, es decir, que por cilindro hay una explosión cada dos vueltas, resulta que en un cilindro habrá 3.000 revoluciones = 1.500 explosiones por minuto, o sean 1.500 chispas que saltarán en esa bujía. Pero como son seis cilindros, el Delco debe producir 1.500 x 6 = 9.000 (nueve mil) chispas por minuto. Para ello, el ruptor 6-7 debe cortar nueve mil veces por minuto la corriente primaria; y si el coche corre a esa marcha un par de horas nada más, habrá de hacer 9.000 x 6o x 2 = 1.080.000: más de un millón de cortes de corriente. Como cada vez que se corta la corriente se produce una pequeña chispita entre los contactos 6 y 7, a poco de usarse se quemarían, y para evitarlo se coloca, derivado entre los dos contactos un condensador 19, compuesto de finas hojas metálicas M(figura 15) alternadas con hojitas de papel A u otro aislante, que tiene la propiedad de absorber las chispas que pudieran producirse entre los contactos.

Los contactos 6 y 7 (fig. 14) son de tungsteno (y no de platino, como vulgarmente se cree). El 6, llamado yunque, es un tornillo con tuerca y contratuerca para poder graduar y fijar el espacio que ha de quedar entre él y 7 cuando éste se halla separado lo más posible por la leva 10. Este espacio se ajusta con un calibre y vale de 3 a 6 décimas de milímetro (de 12 a 25 milésimas de pulgada), según el tipo de motor.

En muchas cabezas de Delco, el contacto 6 no es reglable en la forma dicha, sino que este yunque va montado (fig. 16) sobre la chapita portadora que lleva las ranuras en que encajan los tornillos A y B. Para graduar la separación se gira a mano el motor hasta obtener la máxima, se afloja A y se gira el tornillo excéntrico B hasta lograr el huelgo C deseado. Luego se aprieta A pura fijar esta separación.

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En las cabezas de Delco para motores de seis y de ocho cilindros era frecuente encontrar (ahora algo menos) un ruptor doble, es decir, que la leva 10 (fig. 14) tiene la mitad de salientes que cilindros hay en el motor, y actúa sobre dos ruptores. uno para cada mitad del número de cilindros. El funcionamiento es análogo; y este doble ruptor se verá con detalle al hablar de la puesta a punto. En los Ford y Mercury, basta 1949, la leva central tenía tantos salientes como cilindros y, sin embargo, hay dos ruptores; esto es porque uno de ellos cierra el circuito y el otro lo abre. Ambos van colocados en paralelo y uno funciona ligeramente defasado con el otro, de modo que cuando los dos están cerrados, el primero que se abre (número 1) no altera el circuito mientras que en cuanto se abre el otro (número. 2) se produce la chispa; enseguida se cierra el núm. 1, cumpliendo su papel de cerrar circuito; al cerrarse el 2 no se produce alteración en el sistema. De esta forma se ve que, realmente, el ruptor número 1 sólo tiene como misión cerrar el primario después que cl número 2 lo abrió para producir la chispa.

La resistencia "r" (fig. 14) que hay a la entrada del primario de la bobina tiene el siguiente objeto: Si estando parado el motor se pone la llave de encendido Q en posición de marcha, la corriente de la batería se descarga a través del circuito primario si los contactos 6 y 7 están unidos, como es muy posible que hayan quedado cuando se paró el motor. Para evitar que en ese caso se descargue la batería o se queme la bobina, se intercala la resistencia "r", que es de una aleación a base de hierro y tiene la propiedad de aumentar su resistencia eléctrica a medida que se calienta por el paso continuado de la corriente, impidiendo la descarga rápida de la batería. De todos modos no es de una seguridad absoluta, y actualmente no la traen muchas bobinas, por lo que debe cuidarse de no dejar la llave de encendido en la posición de marcha (ON), sino en la de parada (OFF).

En la figura 17 se ve destapada una cabeza en la que a es el borne de carbón de entrada de la corriente secundaria, b el muelle que la recoge de a y, por el dedo d, la manda a los terminales c de los cables de bujía.

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En la figura 18 se representa, desarmada, una cabeza de Delco en la que la corriente secundaria que viene de la bobina por el cable central V pasa por la escobilla de carbón A a su apoyo B en el dedo del distribuidor, por cuya punta D salta a los terminales C (tantos como cilindros) de los cables que la llevan a las bujías.

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El ruptor R es movido por la leva L , giratoria por el eje general Z, y se gradúa la holgura entre los contactos de aquél mediante los tornillos sobre escotaduras visibles en la chapita portadora del ruptor (análogos a los A y Bde la figura 16).

Debajo de la placa que lleva el ruptor y el condensador (fig. 18) está el mecanismo de avance automático H, P,que luego se explicará; y todo el conjunto va encerrado en la caja K , a la cual se sujeta la tapa por medio de las abrazaderas X que entran en las escotaduras S. El eje de giro Z recibe movimiento desde el motor (un engranaje en el árbol de levas), y por él reciben movimiento la leva L y el dedo D.

En la figura 19 se ve una bobina parcialmente cortada para mostrar su interior: N, núcleo; P, primario; S, secundario; R, resistencia de protección del circuito primario. La corriente de la batería entra por 2 y sale por 3; la de alta tensión sale por 4 al distribuidor.

Muchas bobinas modernas llevan aislamiento interior de aceite, y aunque van perfectamente selladas para que no se derrame ni entren polvo o humedad, deben mantenerse siempre de pie, con el terminal de alta tensión para arriba.

La figura 20 detalla la colocación del condensador X, derivado en E entre la entrada de corriente procedente de la bobina (borne J) por el cablecito Z; y a masa en el tornillo G. El martillo oscila en el eje D, estando oprimido contra el yunque por el muelle de lámina F. Los tornillos que sirven para regular la holgura del ruptor C son A y B: A da el apriete, y el excéntrico B gradúa el huelgo al mover la chapita portadora K . En L se ven los clips que sirven para sujetar la tapa, y en R el engrasador del eje vertical de giro del distribuidor 12.

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La cabeza Delco se coloca corrientemente en el extremo superior del árbol vertical que manda la bomba de aceite (fig. 14); el extremo inferior del árbol Z, por debajo del engranaje 9, lleva una muesca apropiada para engancharlo al árbol de la bomba de aceite del motor, debiéndose tener cuidado al colocar el Delco de que se engrane bien la muesca para que se mueva la bomba. También puede estar el engranaje formando parte del árbol de la bomba, con la muesca por encima de aquél.

En los ya pocos casos en que la dinamo es movida por los piñones o por la cadena de la distribución como su giro va exactamente sincronizado con el del motor del coche por tal enlace, puede aprovecharse el eje de aquélla L (fig. 21) para mover a su vez el árbol vertical de la cabeza de delco mediante el engranaje E. La caja del distribuidor puede girar por A para el avance a mano del encendido. B es el borne de salida de corriente de la dínamo.

Otras veces, el mando de la cabeza Delco, situada sobre el bloque motor, se hace por un eje que recibe su movimiento del árbol de levas, pero que no es el de mando de la bomba d aceite.

Es corriente encontrar un engrasador en el eje vertical del distribuidor. (Fig. 20); utilícese cada mil kilómetros.

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M - AVANCE AL ENCENDIDO

Avance al encendido.

Puede ser mandado a mano o automático en el primer caso, el conductor lo gradúa, con arreglo a la velocidad y carga del motor, en la forma ya exp1icada.

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En todos los casos, ya se dijo que el platillo (fig. 22) o caja C de la cabeza de Delco va fija por medio de una abrazadera con tornillo T que la mantiene inmóvil en la posición debida, y lo que gira es el eje central, que termina en el dedo D del distribuidor. Para poder variar el avance al encendido es necesario adelantar o retrasar el momento en que la leva 10 (Fig. 14) separa los contactos 6 y 7, que es cuando se produce la chispa, y para ello el platillo o caja 5 permite un pequeño movimiento de oscilación que puede dársele por medio del brazo 20,mandado a su vez desde el volante de la dirección mediante una serie de varillas apropiadas. Al girar un poco la caja 5, varía la posición relativa de la leva 10 y martillo 7-8, con lo que se adelanta o retrasa el momento de separarse los contactos 6 y 7 y producirse la chispa.

Generalmente, el avance a mano se combina con avance automático. En la figura 23 se representa el funcionamiento de este último mecanismo, que se ve despiezado con las mismas letras en la figura 18. El eje Zhace girar el disco M , sobre cuyos pivotes J se articulan los contrapesos P, los cuales llevan unos agujeros en los que entran los tetones T de la placa H, y es a través de ésta como sigue el giro de Z hasta la leva L y dedo D.

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A medida que aumenta la velocidad del motor y, por tanto, del eje Z, los contrapesos P tienden a separarse por fuerza centrífuga (figura 23) basculando sobre los pivotes J; al separarse (detalles 2 y 3) tuercen la placa H con relación al disco M (venciendo la acción de los resortes Y visibles en las figuras), con lo que también varía la posición de la leva con relación al eje Z, y, por consiguiente, se altera el momento de la ruptura del primario y se adelanta la producción de la chispa tanto más cuanto mayor sea la velocidad del motor. Cuando desciende ésta, los resortes juntan de nuevo los contrapesos P.

Los contrapesos auxiliares Q, llevados por algunas instalaciones, sirven, para afinar con precisión el grado del avance, pues están montados de manera que a bajo número de revoluciones (detalle 1) ayudan con su fuerza centrífuga a los P; a velocidades medias (detalle 2) no actúan en ningún sentido; y a gran velocidad (detalle 3) contienen la excesiva separación y avance que tienden a dar los contrapesos principales. Otras veces se consigue esto mismo con un resorte de lámina, adicional a los Y; o bien poniendo estos dos desiguales en fuerza, lo que se tendrá en cuenta si han de reponerse.

En la figura 22 se ve en A la varilla que manda el avance a mano, movimiento limitado por el tornillo B, que entra en la hendidura guía que se ve bajo él. G es la dinamo. EE las abrazaderas que sujetan la tapa F del distribuidor a la cabeza G. H es el condensador.

El mecanismo del avance automático debe lubricarse cada 2.000 kilómetros con dos gotas de aceite de máquina de coser que se echan por un orificio del plato del ruptor o, si no existe, por el eje hueco que queda visible al quitar la pipa. Una vez al año conviene limpiarlo con petróleo.

Casi ningún coche moderno trae todo el avance a mano; a lo sumo algunos tienen una parte que se confía al conductor con objeto de poder retrasar el calculado para el vehículo si la gasolina es de peor clase (de menor número de octano, según ya se explicó) que la supuesta por el fabricante, con objeto de atenuar la detonación que con aquélla producen las altas compresiones hoy utilizadas. En este caso el mando se hace por un tirador colocado en el tablero, o bien se dota a la cabeza Delco de un tornillo de ajuste (fig. 24) que el chofer gradúa permanentemente en forma que, a partir de la posición ensayada, el motor en marcha normal no golpee. Esta disposición ha recibido en algunos coches el nombre de selector de octano, pero no es otra cosa sino un simple tornillo para variar la posición del plato, a partir de la cual se añade el avance automático.

En los coches que no lleven mando a mano o tornillo de ajuste, el avance puede graduarse, según la calidad de la gasolina, para atenuar o suprimir la detonación, en la forma que se explicará al tratar de la puesta a punto; pero cuando la gasolina que se encuentra en el mercado no corresponde al índice de octano supuesto por el fabricante, conviene dotar al coche de un dispositivo de "avance manual" (que es fácil de instalar por un taller competente especializado en electricidad de automóviles) para poder ajustar la posición inicial del encendido a la clase de gasolina que se use, retrasándolo cuando piquen las bielas (casi siempre que se lleve el acelerador a fondo con el motor bien caliente) en forma que casi lo hagan.

Los conductores con sensibilidad mecánica, que disfrutan con la buena marcha del motor "en su punto", echan de menos este accesorio cuando se ven constreñidos a usar gasolina que ni aún "bautizada con plomo" llega a ser la que conviene al motor, y con la cual éste iría siempre a punto con los mandos automáticos de avance con

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que viene dotado.

El avance automático mecánico explicado actúa con arreglo a la velocidad del motor; pero ya se dijo que el avance dependía también de la carga, o sea de la posición de la mariposa de gases que estará tanto mas abierta (con menos vacío en el colector de admisión) cuanto mas se pise el pedal del acelerador. Esto da un medio automático de regular el avance por tal concepto: por medio de un control de vacío o servo (figura 25), haciendo que la caja del distribuidor gire más o menos, según la fuerza de la depresión que por un tubo llega desde el colector de admisión al servo con membrana M , ésta será atraída en proporción al vacío del colector, y por la varilla H hace variar el avance.

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En la figura 26 se diseña la conexión G al colector de admisión que, en realidad, se hace siempre inmediatamente antes de la mariposa V; la depresión tiende a avanzar el encendido tirando de la varilla H que aquí gira el plato; el resorte K , por el contrario, lo retrasa. Si se observa que el avance es excesivo al levantar el pie del acelerador, se colocará un resorte K más fuerte; si aquél pareciera insuficiente, puede probarse un muelle más flojo.

En la mayoría de los motores provistos del control de vacío, el avance que éste proporciona se suma al mecánico que dan los contrapesos; pero en el Ford basta 1949 es al revés: los contrapesos suministran todo el avance máximo posible, y su movimiento está limitado por un freno que sólo queda libre cuando el control de vacío actúa fuertemente, es decir, cuando el motor gira de prisa y a medios gases: en ese momento el avance debe ser, en efecto, el máximo.

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A partir de 1949, Ford ha suprimido, en muchos motores que no llevan el encendido de otra marca, cl avance por contrapesos, confía toda la graduación automática al juego combinado de dos tomas de vacío sobre la membrana. Las tomas A y B (fig. 27) se hacen a la altura del venturi y encima de la mariposa V. Cuando se acelera, la depresión (A) en el difusor aumenta con la velocidad del motor mientras que disminuye en B,compensándose en forma que baja la acción C sobre la membrana (retraso al encendido). A medida que aumenta la velocidad suben ambas depresiones, con lo que se adelanta la chispa. Si la mariposa V está parcialmente abierta, el vacío es grande en A y B, y el avance es mayor. Con este dispositivo se puede prescindir del avance por contrapesos.

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En resumen, el avance puede ser:

a. Fijo, sin que el conductor pueda variarlo: sistema empleado en los pequeños motores hace tiempo.

b. Manual, íntegramente mandado por el chofer; ya poco usado. c. Automático mecánico con o sin parte a mano. Esta última por manecilla, por botón en el tablero o por

tornillo de ajuste por «selector de octano».

d. Automático mecánico y de vacío, combinando entre ambos el mejor avance con arreglo a la velocidad y carga del motor y, además, con una parte de avance a mano bien por «selector de octano» (fig. 28) o por botón en el tablero (figura 25), disposición muy práctica, pues el conductor, en cada momento, según las circunstancias de la marcha y calidades diferentes de las gasolinas que suministre en distintos surtidores, puede afinar más aún el avance que proporcionan los reguladores mecánico y de vacío.

El eje Z, que trae el giro desde el engranaje con el árbol de levas, termina en el platillo donde van los contrapesos P y p: éste con resorte débil I que gradúa el avance hasta poco más de las mil r.p.m. del motor, y el P con muelle 2 más fuerte que sigue dando el avance hasta casi las 2.500 r.p.m. Ambos contrapesos dan apoyo a la placa H que lleva la leva y la muesca N: éstas pasan por el orificio central O a recibir en N el tetón n del dedo distribuidor D. Al girar la leva (más o menos adelantada según la acción de los contrapesos P y p) empuja el martillo por la pieza F de fibra o ebonita, separando los contactos del ruptor, entre los que está derivado para absorber las chispas el condensador X.

El platillo T del ruptor está unido al mando de la membrana, que se mueve según el vacío que llegue por Odesde el carburador, de modo que por la depresión se añade o resta avance al dado por los contrapesos; y como el vacío es mayor a las grandes velocidades de giro, se comprende que a partir de las 2.500 r.p.m. el avance lo dé principalmente la acción de la membrana.

Además hay lo que puede llamarse «selector de octano» o reglaje a la calidad de la gasolina: el tornillo S, por el enganche que se ve en la punta de la flecha T, permite mover la posición inicial del plato T, ajustando así el conjunto del avance más o menos inicialmente adelantado, según lo requiera el grado antidetonante del combustible que se use.

N - PUESTA A PUNTO

Puesta a punto del encendido por batería.

Se ha dicho que la chispa debe saltar en el momento preciso en que haga falta en el cilindro; esto se consigue colocando el distribuidor debidamente acoplado al motor, cosa que se va a explicar cómo se hace, pues el chofer puede verse en el caso de tener que desmontar la cabeza del Delco y debe saber cómo se vuelve a colocar.

Sueltas las abrazaderas E (fig. 22) y el tornillo T, se puede sacar hacia fuera el cuerpo G de la cabeza Delco, desengranando el eje del distribuidor.

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El orden de operaciones para el montaje es el siguiente:

1º Se comprueba que el encendido está cortado, se limpian y ajustan los contactos del ruptor, y quizá convenga quitar las bujías para facilitar el giro del motor.

2º Se determina en la forma ya explicada (si no se conoce) el orden de explosiones del motor. Se supone que se trata de un seis cilindros y que el orden resulta ser 1-5-3-6-2-4.

3º Se ve en qué sentido gira el dedo del distribuidor D (por ejemplo, a derechas).

4º Se coloca el primer cilindro en explosión. Para ello se da vueltas al motor despacio con la manivela de arranque y se observan los taqués o balancines de las válvulas del primer cilindro: cuando se haya cerrado la de admisión se sigue girando el motor muy despacio, pues estará ya en compresión dicho primer cilindro, hasta ponerlo en el momento preciso de la explosión. Suponiendo un motor de avance mixto (a mano y automático), se gira hasta que por la ventana del cárter del volante aparezca la marca relativa a la puesta a punto del encendido que se hace coincidir con la referencia del cárter, como se ve en la figura 29 (*). En ese momento al émbolo del primer cilindro le faltan 17 grados de giro del cigüeñal para llegar al p.m.s. y sí se coloca la manecilla de avance a mano en la posición del máximo adelanto, estará el primer cilindro en la posición precisa de encendido, pues tendrá el mayor avance (17º en este caso) que el fabricante concede para dar a mano al motor. Más avance lo darán automáticamente el Delco con sus contrapesos o el control de vacío; pero esto no interesa para la puesta a punto. Si hay tornillo de reglaje se coloca en la posición media (cero del por «selector de octano»).

(*) Cada modelo de motor tiene su referencia o marca especial; en el caso de la figura 29 se representa la señal ADV 17º que lleva el volante de un motor tomado como un ejemplo. En otros hay la señal IG-1 (ignición

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cilindro 1). En muchos motores modernos esta referencia es un trazo en el dámper o en la polea del cigüeñal que mueve la correa del ventilador trazo que se hace coincidir con la referencia correspondiente del bloque.

Si no hubiese referencia especial en el volante, entonces se coloca en explosión el primer cilindro cuando su pistón está precisamente en el p.m.s. y el avance a mano en la posición de máximo retardo. De este modo se sabe que lo más retrasada que puede saltar la chispa es cuando el pistón está en el punto muerto superior, es decir, con avance nulo.

5º Una vez colocado el pistón del primer cilindro en el momento de la explosión (**) como acaba de explicarse, hay que poner cl Delco de modo que en ese momento produzca una chispa, es decir, que se separen en ese instante los contactos del ruptor. Se mete (fig. 22) la caja G hasta que se engrane el extremo del distribuidor D; si éste debe girar a derechas, se mueve lentamente la caja C a izquierdas hasta el momento en que empiecen a separarse los contactos del ruptor.

(**) Conviene fijarse en que es el momento de la explosión es decir poco después de cerrarse la válvula de admisión; pues hay otro p.m.s. que corresponde al cierre del escape y ése no conviene.

Se aprecia este instante con exactitud por medio de una bombilla del voltaje de la batería (una de las usadas en los faros) que se tiene en un portalámparas con un trozo de flexible; se desemborna (fig. 14) en II el cable que trae la corriente al ruptor, y se une este cable a uno de los hilos del flexible mientras el otro se emborna en II . El resultado es haber puesto en serie el filamento de la bombilla con el circuito de la corriente primaria y, por consiguiente, aquélla se encenderá cuando los contactos del ruptor estén juntos, mientras que al separarse, la bombilla se apaga. Claro está que durante esta operación hay que dar la corriente de encendido; una vez terminada, vuelve a cortarse.

Se inmoviliza entonces (fig. 22) la caja C por medio del tornillo T y se mira sobre cuál de los cables de las bujías envía la corriente secundaria el dedo D. Para ello, se coloca la tapa F en la única posición en que puede quedar fija respecto a la caja c; se cierra con las abrazaderas E, y el cable que resulte con corriente se une a la bujía del primer cilindro. Para esto es preciso hacer girar a mano el motor muy despacio, y se ve qué cable tiene corriente al pasar la señal por la referencia.

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El orden de operar es lógico: se empieza por poner el primer cilindro en el momento de la explosión y se coloca luego el Delco de modo que dé una chispa, y esa chispa se hace que salte en la bujía del primer cilindro.

También puede ponerse la bombilla en derivación sin desembornar ningún conductor. Se conecta uno de los dos hilos del flexible al borne II de llegada de corriente al ruptor (fig. 14), o en el 3 ó en el 2 de la bobina, y el otro hilo se pone tocando masa; cuando los contactos están juntos, la corriente se va por ellos y no por la resistencia que le ofrece el filamento, que estará apagado; pero al separarse, la bombilla se enciende, puesto que la corriente se va por ella a masa.

Otro procedimiento es, dando también el encendido, mirar la aguja del amperímetro: cuando ésta cae a cero es que en ese instante se separan los contactos del ruptor; pero este sistema es menos exacto porque requiere que el amperímetro lo esté mirando otra persona, a no ser que se disponga un juego de espejos. No obstante, se explica mas adelante como ejemplo al hablar del doble ruptor.

Hay otro sistema más sencillo, pero menos preciso: meter entre los contactos del ruptor una hoja de papel de fumar (o de papel de aluminio, estaño o una hoja de afeitar extrafina); se tira suavemente de ella y cuando puede salir es que se separan en ese momento los contactos. Este procedimiento da un error debido al espesor del «calibre» usado, siempre apreciable en este caso, y requiere tacto fino y acostumbrado.

6º Después, sabiendo el orden de explosiones y el sentido de giro del dedo del distribuidor D, no hay más que enganchar los demás cables en las bujías correspondientes. Por ejemplo: en el caso considerado en que D gira a derechas, se une el cable que sale de la derecha del primer cilindro al 5º; el siguiente, al 3º porque el orden de explosiones era 1-5-3-6-2-4.

7º Una vez hecho el reglaje, hay que esperar la confirmación en marcha, pues puede haber quedado a punto con arreglo a las marcas del fabricante y no responder a las exigencias de la gasolina, o bien no se alcanzó la exactitud necesaria. El retoque final se hace por ligeros tanteos moviendo en el sentido adecuado la caja del distribuidor.

Sucede muchas veces que los cables de las bujías son de diferente longitud, y en ese caso al colocar engranado el eje del distribuidor, se hace ya de modo que el dedo D apunte hacia el cable del cilindro primero, o sea que la caja C se coloca también aproximadamente de modo que cuando se le ponga la tapa en la única posición posible, el dedo envíe la corriente al cable del primer cilindro. Luego se hace el ajuste exacto, como se explicó.

Ruptor doble. Las figuras 30 y 31 representan una cabeza Delco para motor de ocho cilindros con dos ruptores sincronizados H y D. La caja del distribuidor se inmoviliza por la tuerca B, cuyo espárrago pasa por una ranura de la chapa C, de modo que la cabeza Delco puede moverse con relación a la chapa para la puesta en punto del encendido, y una vez hecho esto, corregirlo, finalmente, si la gasolina es mala y produce detonación. Equivale, pues, a un selector de octano, pero sin la facilidad del tornillo de reglaje. (es de advertir, y esto es general para todos los motores, que al hacer los ensayos, si al acelerar a fondo el coche en llano desde 20 a 50 kilómetros por hora se oye un leve golpeo es señal de buen ajuste. Si el golpeo es fuerte, se retrasará muy poco a poco el encendido, hasta que, en dichas condiciones, se oiga sólo ligeramente.)

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Uno de los ruptores, el D, está montado fijo sobre la base soporte del mecanismo. El otro ruptor H va colocado en una placa portadora cuya posición con relación a la otra placa-soporte se puede variar mediante el tornillo excéntrico A, fijándose con los tornillos G.

Para ajustar la separación de contactos se empieza por girar el motor a mano hasta que se separen al máximo los contactos del ruptor fijo D; se calibra su holgura aflojando la tuerca de apriete E y dando vueltas al tornillo de reglaje F hasta obtener la debida separación, volviendo a apretar la tuerca. Después se gira un poco el motor para que se separen lo más posible los contactos del otro ruptor móvil H, y se regula su holgura de análoga manera.

Para hacer la puesta a punto, y suponiendo un orden 1-6-2-5-8-3-7-4, se empieza por poner el primer cilindro en explosión, para lo cual se procede como se dijo, observando los taqués de las válvulas, y cuando se cierra la de admisión se gira un poco más hasta hacer coincidir (figura 32) la señal D.C. 1-8 con la referencia R del cárter. Se afloja la tuerca 8 (fig. 30) y se da el encendido. Gírese la caja del distribuidor a derechas todo lo que permita el orificio de la placa C; el amperímetro en el tablero de instrumentos, marcará descarga. Gírese la caja ahora lentamente en sentido contrario (a izquierdas) hasta que la aguja del amperímetro vuelva a cero; esto indica que los contactos D acaban de abrirse en ese momento, que debe ser precisado con exactitud (*). Apriétese entonces la tuerca B y córtese el encendido.

Nuevamente se gira un poco el motor (un cuarto de vuelta), haciendo que coincida la marca D. C. 3-6 con la referencia R, posición que corresponde al p.m.s. en los cilindros 3º y 6º Se aflojan los tornillos G una media vuelta y se gira la placa portadora de los contactos (mediante A) a derechas todo lo que permitan dichos tornillos. Se vuelve a dar el encendido, debiendo marcar descarga el amperímetro. Gírese la placa portadora a izquierdas hasta que nuevamente marque cero la aguja del amperímetro, determinando con precisión este momento, y entonces se aprietan los tornillos G. Ahora quedan ambos ruptores sincronizados. En algunos modelos, el tornillo de sincronización A va colocado debajo de la caja del distribuidor.

Ejecutadas las operaciones descritas, se coloca en su sitio la tapa del distribuidor y se comprueba que la puesta a punto está bien hecha, para lo cual se desconectan los cables de las bujías y el extremo del correspondiente al primer cilindro se acerca a unos cinco milímetros de masa; entonces se gira el motor a mano hasta que aparezca otra vez, en el nuevo momento de la explosión, la señal D. C. 1-8 (o la ADV o la que lleve el motor según la marca y modelo de que se trate) ante la referencia fija (fig. 32), en cuyo instante y con precisión, si el reglaje quedó bien hecho, debe saltar una chispa entre el citado cable y masa. Se gira un poco más el motor y análoga comprobación se realiza para el otro ruptor cuando aparece la señal D. C. 3-6 (o SYN. 6), mediante el cable de bujía del 6º cilindro.

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(*) Ahora se expone otro ejemplo: la señal D. C. 1-8 quiere decir (p. m. s. de los cilindros 1 y 8). El sistema de apreciar la apertura de los contactos del ruptor es distinto también. Pero obsérvese que en el fondo y en el orden de operaciones, la manera de poner a punto el encendido es siempre igual.

Puede presentarse el caso de que, sin necesitarse hacer una puesta a punto del encendido, haya que colocar de nuevo cada cable unido a la bujía correspondiente; por ejemplo, en el caso de que se hubieran soltado para cambiar o limpiar las bujías. Este caso es más sencillo, y se opera del siguiente modo:

1º Se averigua el orden de explosiones.

2º Se determina el sentido de giro del dedo del distribuidor.

3º Se coloca el primer cilindro en explosión. No es precisa la exactitud de antes; basta observar el momento del cierre de la válvula de admisión y girar un cuarto de vuelta más, aproximadamente, el cigüeñal (Con esto queda el primer cilindro en explosión aproximadamente pues como hay retraso al cierre de la admisión y avance al encendido la compresión no dura media vuelta completa, sino que con un poco más de un cuarto de vuelta ya hay bastante.).

4º Se ve a qué cable envía corriente el dedo del distribuidor.

El que sea se une a la bujía del primer cilindro. Siguiendo el giro del dedo y el orden del encendido, se unen los sucesivos cables a las bujías correspondientes, como se dijo para la puesta a punto.