Alternador, partes y principales fallas

El alternador es el elemento del circuito eléctrico del automóvil que tiene como misión transformar la energía mecánica en energía eléctrica, proporcionando así suministro eléctrico durante la marcha del vehículo.

El alternador en un vehículo debe estar diseñado para proporcionar corriente eléctrica necesaria para la carga de la batería así como suministrar corriente a todos los demandantes eléctricos que lo requieran.

Partes del alternador

Entre las partes, piezas y componentes del alternador tenemos:

Polea: es la que recibe la fuerza mecánica procedente del motor de combustión a través de la correa ya sea del alternador o de los accesorios (compresor, alternador, bomba de aceite y bomba de agua), que generalmente es en (v), está sujeta al eje del rotor.

Rotor (inductor): es la parte móvil del alternador, formada por un electroimán que recibe corriente del regulador, a través de los anillos que están en el eje. Este electroimán que se forma, produce un campo magnético con el cual reaccionan las bobinas del estator produciendo corriente eléctrica. Cada una de las dos mitades del núcleo llena 6 u 8 salientes. De esta forma se obtiene un campo inductor de 12 o 16 polos. En el interior va montada la bobina inductora de hilo de cobre aislado de muchas espiras, bobinada sobre un carrete termoplástico.

Regulador: es el encargado de mantener una tensión máxima de salida del alternador de 14.5 voltios. A mayor rpm mayor campo magnético y a su vez se produce más voltaje, es por eso que a más revoluciones suministra menos corriente al rotor (inductor).

Estator (inducido): Es la parte fija sobre la que se encuentra el bobinado trifásico. Este puede estar constituido en estrella o en triángulo. El bobinado que forman los conductores del inducido está constituido generalmente por tres arrollamientos separados y repartidos perfectamente aislados en las 36 ranuras que forman el estator. Estos tres arrollamientos, o fases del alternador, pueden ir conectados según el tipo: en estrella o en triángulo, obteniéndose de ambas formas una corriente alterna trifásica, a la salida de sus bornes.

Puente rectificador o de diodos: es el elemento encargado de rectificar la corriente alterna que se produce en el alternador haciendo que se convierta en corriente continua, que es el tipo de corriente con el que se mueven los elementos eléctricos y electrónicos del automóvil. Como se sabe la corriente generada por el alternador trifásico no es adecuada para la batería ni tampoco para la alimentación de los consumidores del vehículo. Es necesario rectificarla. Una condición importante para la rectificación es disponer de diodos de potencia aptos para funcionar en un amplio intervalo de temperatura.

El rectificador esta, formado por un puente de 6 o 9 diodos de silicio, puede ir montado directamente en la carcasa lado anillos rozantes o en un soporte (placa) en forma de "herradura", conexionados a cada una de las fases del estator, formando un puente rectificador, obteniéndose a la salida del mismo una tensión de corriente continúa. Los diodos se montan en esta placa de manera que tres de ellos quedan conectados a masa por uno de sus lados y los otros tres al borne de salida de corriente del alternador, también por uno de sus lados. El lado libre de los seis queda conectado a los extremos de las fases de las bobinas del estator.

Semi carcasas: conforman el cuerpo del alternador están hechas de fundición de aluminio, es el elemento sobre el que se montan las partes del alternador.

Anillos rozantes: son dos anillos de cobre que entran en contacto con las escobillas para excitar el en inductor y energizarlo.

Ventilador: Los componentes del alternador experimentan un considerable aumento de la temperatura debido, sobre todo, a las pérdidas de calor del alternador y a la entrada de calor procedente del compartimento motor. La temperatura máxima admisible es de 80 a 100ºC, según el tipo de alternador. La forma de refrigeración más utilizada es la que coge el aire de su entorno y la hace pasar por el interior del alternador por medio de ventiladores de giro radial en uno o ambos sentidos. Debido a que los ventiladores son accionados junto con el eje del alternador, al aumentar la velocidad de rotación se incrementa también la proporción de aire fresco. Así se garantiza la refrigeración para cada estado de carga. En diversos tipos de alternadores, las paletas del ventilador se disponen asimétricamente. De esta forma se evitan los silbidos por efecto sirena que pueden producirse a determinadas velocidades.

Fallas típicas del alternador

• El 67% de las fallas del alternador se debe a una batería defectuosa o débil (las baterías deben remplazarse cada 3 años. Con el amperaje correcto de arranque en frio)
• El 14% de las fallas del alternador se deben a malas conexiones eléctricas, conexiones soldables incorrectas, cables de batería y una mala conexión a tierra (los cables pueden ser probados mediante caída de tensión o voltaje superior a ½ voltio de extremo a extremo)
• El 9% de todas las fallas del alternador se debe al uso y ajuste incorrecto de la correa (ver si hay vetas o desgaste de pulido o tensión inadecuada, esta genera ruido)
• El 6% de las fallas se debe a iniciar el motor del auto con ayuda de otro vehículo de forma inapropiada (se causan picos de tensión o voltaje al realizar conexión y desconexión de forma inadecuada)
• Nunca retire el cable de batería para comprobar el sistema de carga. Esto puede causar daños al alternador y al computador del vehículo.
• Antes de instalar el alternador debe asegurarse que la batería este completamente cargado.

Síntomas de problemas y fallos del alternador

Luz tenue

Un síntoma de un alternador defectuoso, conocido por la mayoría de los automovilistas, es una luz tenue o parpadeante. Este fenómeno se nota especialmente cuando los faros están encendidos por la noche, pero también cuando las luces del salpicadero y del habitáculo están encendidas. Si las luces de advertencia se encienden cuando el régimen del motor aumenta, es una señal aún más verdadera.

Indicador de marcha del motor

Otro indicio claro es lo que el coche intenta decir a través del salpicadero. Depende del modelo, pero si el alternador empieza a funcionar mal, puede encenderse la luz de "check engine" o el símbolo de la batería.

Ruidos extraños

La correa serpentina puede haberse estirado con el paso del tiempo y no permitir que la polea del alternador gire eficazmente, lo que provoca una falta de carga. Esto suele dar lugar a un ruido chirriante. Otra posibilidad es que los cojinetes internos estén desgastados y provoquen un chirrido.

Problemas eléctricos

Los equipos eléctricos del coche, como los asientos o los vidrios eléctricos, pueden funcionar con lentitud. Sin la suficiente energía, el equipo puede no funcionar o detenerse bruscamente, por ejemplo, la radio puede apagarse.

Motor parado

Si el motor se detiene repentinamente durante la conducción, puede haber un problema con el alternador. La inyección de combustible requiere mucha electricidad y, sin ella, el motor se parará rápidamente.

Batería baja

Si el alternador no funciona, el coche consume rápidamente toda la capacidad de la batería y ésta se descarga. Abra el capó y compruebe el estado de la batería. Una batería nueva y un alternador defectuoso harán que el coche funcione de nuevo.

¿Cómo diagnosticar un alternador en mal estado?

• Si la luz "Check Engine" se enciende en el coche, conecte el lector de códigos al puerto de diagnóstico.
• Si aparece el código P0562, lo más probable es que el alternador esté averiado (tenga en cuenta que los códigos pueden variar según la marca/modelo/año del coche).
• Si cree que el alternador está defectuoso pero el testigo no se enciende, levante el capó y compruebe el estado de la correa.
• Si está brillante y parece ligeramente quemada es señal de que está resbalando.
• La correa está demasiado floja y pasa por encima de las poleas en vez de por encima de ellas.
• La fricción del metal contra el caucho hace que la correa se caliente y se desgaste rápidamente.
• Ajuste el tensor de la correa a la tensión óptima (una tensión excesiva también puede dañar los cojinetes del alternador), o simplemente apriete la correa.
• Si todo está bien bajo el capó, compruebe con un multímetro.
• Asegúrate de que el coche está aparcado en una superficie plana con el freno de mano puesto y lleva gafas de seguridad.
• Ajuste el medidor a 20 voltios DC y conéctelo a los cables de la batería: el cable positivo al terminal positivo de la batería y el cable negativo al terminal negativo. La lectura debe ser de aproximadamente 12,6 voltios.
• Arranque el motor y vuelva a comprobar cuidadosamente la tensión.
• Esta vez debería ser de al menos 14,2 voltios si el alternador está funcionando correctamente y cargando la batería.
• Si la tensión es correcta, encienda los faros, las luces interiores, la radio, la calefacción y todos los demás consumidores.
• La lectura del contador debe ser siempre superior a 13 voltios.
• Si alguna de las tensiones está por debajo de las especificaciones, el alternador debe ser sustituido.
• Compruebe también que todos los cables no estén corroídos o que las conexiones no estén sueltas.

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Causas comunes de falla del alternador

El alternador carga la batería y alimenta las luces y otros equipos eléctricos del coche. Si el alternador falla, la batería se descarga y el vehículo no puede arrancar.

Si la tensión de carga no es de 13,5 voltios o más cuando el motor está al ralentí, el problema de carga probablemente esté causado por un alternador defectuoso. Sin embargo, el problema también podría estar causado por un fallo en el cableado que conecta el alternador con el sistema eléctrico del vehículo o un fallo en el módulo de control de la transmisión (PCM), que controla el circuito de carga.

El alternador puede ser retirado del vehículo y llevado a un taller para su inspección. Muchas tiendas de autopartes tienen un banco de pruebas donde se puede medir el voltaje y la corriente del alternador. Si el alternador no supera la prueba de banco de potencia, debe ser revisado o sustituido. Si pasa la prueba, el problema no es el alternador, sino el cableado defectuoso o el PCM.

Diodos Rectificadores en Mal Estado

Una de las causas más comunes de la baja o nula potencia del alternador es uno o más diodos defectuosos en la parte trasera del alternador. El rectificador consta de tres pares de diodos (6 en total) que convierten la corriente alterna (CA) del alternador en corriente continua (CC).

Esto es necesario porque la bomba de combustible, los inyectores, el sistema de encendido, el ordenador del motor, los faros y otros componentes electrónicos y accesorios eléctricos de a bordo requieren corriente continua. Las altas temperaturas y las altas cargas de corriente pueden dañar los diodos con el tiempo y hacer que fallen.

Un diodo dañado puede fallar en la conducción de la corriente, causando una pérdida de energía de CA, o un diodo dañado puede conducir la energía de CA al sistema eléctrico del vehículo, creando ondas de tensión que pueden interrumpir el funcionamiento normal de algunos módulos de a bordo. Un diodo con fugas también puede filtrar una pequeña cantidad de corriente a la batería cuando el motor está apagado, haciendo que la batería se descargue cuando el coche no está en uso.

Los diodos pueden sobrecalentarse si el alternador se utiliza intensamente en condiciones de calor. El flujo de aire a través del alternador puede no ser suficiente para evitar el sobrecalentamiento de los diodos. Esto suele ocurrir cuando la temperatura del aire exterior es alta y el motor está al ralentí durante mucho tiempo con el aire acondicionado, los faros, la radio, etc. encendidos.

Rodamientos en Mal Estado

Los rodamientos del eje que hace girar el rotor del alternador pueden desgastarse con el tiempo. Los cojinetes desgastados pueden producir un ruido (zumbido o chirrido) y acabar agarrándose. Si el alternador se atasca, la correa suele salir hacia fuera.

Los daños en los rodamientos también pueden ser causados por la suciedad o el agua. Conducir el coche en agua lo suficientemente profunda como para inundar el alternador puede dañar los cojinetes del eje del alternador y posiblemente las escobillas y la electrónica interna. El agua también puede causar corrosión, lo que acaba dañando el cableado y los cojinetes del alternador.

Los cojinetes desgastados pueden sustituirse desmontando el alternador y colocando cojinetes nuevos.

Cableado Dañado

El alternador tiene dos juegos de bobinas. Un conjunto de cables se enrolla alrededor del rotor, que gira dentro del alternador. Estos devanados producen un campo magnético que induce la corriente en los otros devanados alrededor del rotor dentro de la carcasa (bobina de campo o estator). La rotura o el daño de uno de los cables individuales del rotor o del estator puede reducir la corriente de salida del alternador o hacer que se detenga por completo.

El alternador también tiene conexiones externas que suministran tensión al rotor y conducen la corriente desde las bobinas de campo al sistema eléctrico. Si una de las conexiones está defectuosa (suelta, corroída o dañada), puede interrumpir la alimentación del generador. Una inspección visual puede revelar o no estos problemas, ya que algunas conexiones externas de los cables dañados no son visibles porque están en una funda o carcasa de goma. Comprobar la caída de tensión entre los terminales puede ser la única forma de detectar estos problemas.

Un cable dañado se puede soldar, pero dependiendo del daño, también puede ser necesario sustituir el cableado externo o el conector del cable.

Escobillas Dañadas

Las escobillas del alternador están en contacto deslizante con los anillos de contacto del eje del rotor. Esto permite que la corriente fluya hacia el rotor, para que el generador pueda generar energía. Si las escobillas y/o los anillos de contacto están desgastados, corroídos o quemados, se impide el paso de la corriente, lo que reduce la potencia del generador.

Las escobillas desgastadas pueden sustituirse por otras nuevas desmontando el alternador, y los anillos de contacto desgastados pueden sustituirse o pulirse para restablecer un buen contacto.

Algunos alternadores no tienen escobillas (por ejemplo, los alternadores diésel), pero se utilizan alternadores dos en uno. La sección de excitación del rotor genera una tensión que se transmite a las bobinas giratorias de la segunda sección para inducir una corriente en los devanados exteriores.