¿Cómo funciona un alternador en un automóvil? Una guía sencilla para el sistema de carga

La batería arranca el motor, pero por sí sola no puede mantener funcionando un automóvil moderno. Ese trabajo pertenece al alternador: un generador accionado por correa que convierte la rotación del motor en la electricidad de la que depende cada luz, sensor y módulo de control. La mayoría de los conductores sólo piensan en ello cuando aparece la luz de advertencia de la batería, y entonces la pregunta se vuelve urgente: ¿cómo funciona un alternador en un automóvil y por qué es tan importante una pieza giratoria tan pequeña?

Construimos nuevos alternadores para coches, camiones, autobuses y máquinas, por eso hemos respondido a esa pregunta muchas veces. Aquí está la versión en lenguaje sencillo.

Lo que realmente hace un alternador

Una vez que el motor está en marcha, el alternador se convierte en la principal fuente de energía eléctrica del vehículo. El gran momento de la batería es arrancar el motor; después actúa como depósito, suavizando la tensión y cubriendo breves ráfagas de demanda. Todo lo demás (encendido, inyección de combustible, unidad de control del motor, faros, limpiaparabrisas, motor del ventilador, sistema de sonido y cargadores de teléfono) es alimentado por el alternador mientras conduce.

Sus tres funciones principales son sencillas:

• Genera electricidad continuamente mientras el motor gira.
• Recarga la batería después del arranque y mantenla llena.
• Mantenga el voltaje constante para que los sistemas electrónicos funcionen de manera confiable.

En un automóvil de pasajeros, ese voltaje constante se sitúa entre 13,5 y 14,5 voltios. Los camiones, autobuses y muchas máquinas utilizan sistemas de 24 voltios, por lo que se ofrece la misma familia de alternadores en ambas versiones.

Las partes principales dentro de un alternador

Un alternador es un conjunto compacto, pero sólo unos pocos componentes hacen el trabajo real.

Cómo funciona un alternador, paso a paso

1. El motor arranca y la correa de transmisión hace girar la polea del alternador.
2. El regulador envía una pequeña corriente a través de las escobillas y los anillos colectores hacia el devanado del rotor.
3. Esa corriente convierte el rotor en un electroimán, por lo que un campo magnético gira con él.
4. El campo giratorio pasa por los devanados del estator estacionario e induce en ellos una corriente alterna.
5. El rectificador convierte esa CA trifásica en corriente continua, que sale por el terminal de salida principal.
6. El regulador toma muestras del voltaje del sistema y ajusta la corriente del rotor hacia arriba o hacia abajo, ya sea que esté inactivo en medio del tráfico o circulando por la carretera.
7. La salida de CC hace funcionar los sistemas eléctricos y carga la batería al mismo tiempo.

Si desea que le expliquemos la misma secuencia desde un ángulo de mantenimiento, nuestro artículo sobre Cómo funciona el alternador de un automóvil y por qué es importante lo recorre nuevamente con consejos de servicio.

De CA a CC: el rectificador y el regulador

La corriente alterna está bien para generar, pero un vehículo necesita corriente continua constante, y ese es el trabajo del rectificador. Los diodos se comportan como válvulas unidireccionales, dispuestas de manera que la mitad negativa de cada onda se invierte en lugar de desperdiciarse. El resultado es CC con una pequeña ondulación que la batería absorbe fácilmente.

El regulador se encarga de la otra mitad de la tarea manteniendo el voltaje dentro de una banda estrecha en lugar de dejar que aumente con la velocidad del motor. La mayoría de los alternadores modernos están controlados por la computadora del motor, por lo que la salida se puede ajustar para adaptarse a la carga. Por eso un fallo de carga puede provenir del cableado, de un sensor o del software, así como del propio alternador.

¿Cuánta potencia genera un alternador?

La salida está clasificada en amperios a una velocidad del eje establecida. Los automóviles pequeños suelen utilizar unidades de 70 a 90 amperios, los sedanes familiares y los SUV suelen tener entre 120 y 150 amperios, y los vehículos con una gran demanda eléctrica van mucho más alto. Las ambulancias, los autobuses, las grúas y las máquinas con luces de trabajo o refrigeración suelen necesitar 200 amperios o más.

Un alto rendimiento no es sólo un número mayor en la etiqueta. Se necesita más cobre en el estator, diodos más pesados ​​y mejor refrigeración: la parte del mercado en la que trabajamos todos los días.

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Un punto práctico que vale la pena recordar: la potencia nominal se mide a una velocidad específica, a menudo alrededor de 6000 rpm del rotor. En ralentí, un alternador estándar puede entregar solo un tercio de su potencia, razón por la cual los accesorios pueden atenuar las luces al detenerse y dejar de atenuarse una vez que arranca.

La batería y el alternador: dos trabajos diferentes

Debido a que las dos partes trabajan juntas, a menudo se culpa al alternador por una batería descargada y viceversa.

Señales de advertencia de que el sistema de carga está teniendo problemas

Un alternador rara vez falla sin previo aviso. Esté atento a:

• La luz de advertencia de la batería permanece encendida después de que arranca el motor.
• Faros que se atenúan al ralentí y se iluminan cuando aceleras el motor.
• Una batería que se agota durante la noche, incluso después de un largo viaje.
• Quejidos, gruñidos o chirridos desde la zona del cinturón.
• Olor a goma quemada o a electricidad caliente.
• Rarezas eléctricas como luces parpadeantes en el tablero o una radio que se corta.

Un multímetro da una respuesta rápida: aproximadamente de 12,4 a 12,7 voltios con el motor apagado y de 13,5 a 14,5 voltios en ralentí. Si el voltaje de funcionamiento permanece bajo mientras la correa gira correctamente, la causa probable es el alternador, su cableado o el regulador. Nuestras notas de taller sobre problemas comunes del alternador Cubre los mismos síntomas con más detalle.

Elegir el alternador de repuesto adecuado

Si el diagnóstico apunta al alternador, la unidad correcta se reduce a tres cosas: ajuste, amperaje y calidad de construcción.

Ajuste y amperaje a juego.

Los puntos de montaje, el tipo de polea, la forma del enchufe y la clasificación de salida deben coincidir con el vehículo; de lo contrario, es posible que una unidad que parezca idéntica no se cargue correctamente. No es lo mismo un alternador de 120 amperios para un BMW Serie 3 que uno de 120 amperios para un modelo no relacionado, aunque la potencia coincida.

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Decidir si actualizar la producción

Los conductores que agregan cabrestantes, barras de luces, baterías adicionales o refrigeración a veces eligen un alternador de mayor potencia que el original. Eso puede funcionar bien, siempre que la correa, el cableado y la batería puedan soportar la corriente adicional. Para una camioneta con una carga eléctrica pesada, una unidad de 200 amperios es un paso sensato respecto al estándar de fábrica.

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Finalmente, pregunte si un alternador es realmente nuevo o reconstruido. Las unidades reconstruidas pueden funcionar bien, pero el resultado depende completamente del reconstructor. Con miles de números de piezas en nuestra gama del alternador , coincidir por número de OEM suele ser la ruta más rápida, y fabricamos unidades 100 por ciento nuevas y probamos cada una en el banco antes de empacar, porque esa es la única manera de saber exactamente qué se encuentra dentro de la carcasa.

Un alternador es una idea simple ejecutada con precisión: hacer girar un campo magnético, capturar la corriente que induce, convertirla a CC y controlarla. Una vez que esa secuencia tiene sentido, los síntomas de una unidad defectuosa también lo tienen, junto con la razón por la que un sistema de carga en buen estado mantiene todo en funcionamiento, desde los faros hasta la computadora del motor. Si la luz de la batería se enciende, no la ignores.