Instalacion Electrica en Automovil

EVOLUCION F O R M A C I Ó N

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F U T U R O GRUPO FIAT

COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS



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ÍNDICE

EL CABLEADO DEL AUTOMÓVIL .................................................................................01 CABLES UNIPOLARES DE COBRE CON AISLAMIENTO DE RESINA SINTÉTICA .............02 DATOS TÉCNICOS CARACTERÍSTICOS PARA UN CABLE UNIPOLAR CON UN SOLO HILO. ...............................................................................................................02 DATOS TÉCNICOS CARACTERÍSTICOS PARA UN CABLE UNIPOLAR CON VARIOS HILOS. ..........................................................................................................03 COLOR DE LA CAMISA AISLANTE ...............................................................................04 DATOS TÉCNICOS CARACTERÍSTICOS PARA UN CABLE UNIPOLAR DE COBRE CON AISLAMIENTO PARA CLASE “T2” (105°C). ..........................................................05 CAMISA AISLANTE .....................................................................................................06 COLORES ...................................................................................................................06 COLORES DE LOS CABLES UNIPOLARES DE COBRE CON AISLAMIENTO PARA CLASE “T2” (105°C)...................................................................................................06 ANOMALÍAS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS CABLES ..................................................07 FUSIBLES DE SEGURIDAD..........................................................................................10 FUSIBLES CILÍNDRICOS DE EXTREMOS CÓNICOS .....................................................10 FUSIBLES LAMINARES CON PROTECCIÓN AISLANTE ..................................................10 FUSIBLE TIPO A .........................................................................................................11 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS....................................................................................11 FUSIBLE TIPO A0 .......................................................................................................12 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS....................................................................................12 FUSIBLE TIPO B .........................................................................................................13 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS....................................................................................13 FUSIBLE TIPO C .........................................................................................................14 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS....................................................................................14 FUSIBLE TIPO C0 .......................................................................................................15 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS....................................................................................15 FUSIBLES DE LÁMINA ................................................................................................16 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS....................................................................................16 INTERRUPTORES DESVIADORES - CONMUTADORES .................................................17 CLASIFICACIÓN .........................................................................................................17 EJEMPLO DE CLASIFICACIÓN .....................................................................................18 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS ................................................................................18 INTENSIDAD DE INTERRUPCIÓN ................................................................................18

I


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RESISTENCIA DE AISLAMIENTO .................................................................................18 TENSIÓN DE DESCARGA ............................................................................................18 CAÍDA DE TENSIÓN ...................................................................................................18 RESISTENCIA ÓHMICA ...............................................................................................18 TIEMPO DE REACCIÓN ...............................................................................................19 FICHA TÉCNICA .........................................................................................................19 TELERUPTORES Y RELÉS ............................................................................................20 COMPOSICIÓN INTERNA ............................................................................................20 TIPOS DE RELÉS ........................................................................................................21 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS RELÉS ............................................................22 EJEMPLO DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS RELÉS ........................................22 ESQUEMA ELÉCTRICO Y CONEXIONES .......................................................................23 ADVERTENCIAS Y ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ..........................................................23 ACTIVACIÓN A MASA Y AL POSITIVO .........................................................................23 CONEXIÓN EN PARALELO DE CARGA Y MANDO ..........................................................24 CONEXIÓN CON EL D+ DEL ALTERNADOR..................................................................25 RETRASO DE RESPUESTA...........................................................................................26 ACTIVACIÓN NO DESEADA.........................................................................................27 ACTIVACIÓN MEDIANTE CENTRALITA DE CONTROL ...................................................28 MANDO EN PARALELO DE DOS RELÉS ........................................................................29 ANOMALÍAS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS RELÉS .....................................................30 LÁMPARAS ELÉCTRICAS PARA AUTOMÓVILES ............................................................31 RESISTENCIA EQUIVALENTE ......................................................................................34 CONCEPTO DE MASA..................................................................................................35 EJEMPLO DE CONEXIÓN MEDIANTE MASA..................................................................35 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................36 MASA MAL CONECTADA .............................................................................................36 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................36 MASA DISCONTINUA..................................................................................................37 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................37 DIFERENCIAS ENTRE MASA Y TIERRA ........................................................................38 MASA .........................................................................................................................38 TIERRA ......................................................................................................................38

II


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ÍNDICE

CONCEPTO DE CORTOCIRCUITO Y SOBRECARGA .......................................................39 CORTOCIRCUITO A MASA...........................................................................................39 CORTOCIRCUITO AL POSITIVO...................................................................................40 SOBRECARGA ............................................................................................................40 LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DEL AUTOMÓVIL ...........................................................41 CARACTERÍSTICAS ....................................................................................................41 DIFERENCIAS.............................................................................................................42 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS ESQUEMAS ELÉCTRICOS....................................43 CARACTERÍSTICAS.....................................................................................................43 DIFERENCIAS.............................................................................................................43 TÉCNICAS DE REPRESENTACIÓN HISTÓRICAS ...........................................................43 NORMAS DE REPRESENTACIÓN DEL GRUPO FIAT .......................................................45 TÉCNICA DE REPRESENTACIÓN..................................................................................45 CODIFICACIÓN DE SECCIÓN Y SÍMBOLO ...................................................................46 COMPONENTES Y CONEXIONADO ..............................................................................47 COLOR DE LOS CABLES..............................................................................................48 REMISIONES A OTRA SECCIÓN ..................................................................................48 EJEMPLO ....................................................................................................................49 VALIDEZ DEL ESQUEMA .............................................................................................49 EJEMPLO ....................................................................................................................49 UBICACIÓN DE LOS COMPONENTES...........................................................................50 LÓGICA DE REPRESENTACIÓN DE UN ESQUEMA ELÉCTRICO......................................51 TÉCNICA DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA TRADICIONAL...........................................52 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................52 SUBDIVISION ............................................................................................................52 PUNTOS DE MASA ......................................................................................................52 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................52 COMPONENTES COMPARTIDOS ..................................................................................53 INTENSIDADES MÁXIMAS ..........................................................................................53 EJEMPLO ....................................................................................................................53 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN PASIVA CONTRA LAS SOBREINTENSIDADES............54 FUNCIÓN ...................................................................................................................54 DIFERENCIAS.............................................................................................................55

III


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CARACTERÍSTICAS.....................................................................................................55 DIMENSIONADO.........................................................................................................55 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................55 SOLUCIONES .............................................................................................................56 PRECAUCIONES .........................................................................................................56 SELECTIVIDAD ELÉCTRICA ........................................................................................56 CABLES NO PROTEGIDOS...........................................................................................56 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS....................................................................................57 CAPACIDAD O INTENSIDAD NOMINAL........................................................................57 SOBREINTENSIDAD ADMITIDA...................................................................................57 INTENSIDAD DE FUSIÓN............................................................................................57 DATOS CARACTERÍSTICOS.........................................................................................58 CABLEADO DE LA INSTALACIÓN.................................................................................58 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................58 DIMENSIONADO EN FUNCIONAMIENTO CONTINUADO ...............................................59 PROTECCIÓN CONTRA EL CORTOCIRCUITO................................................................59 PROTECCIÓN CONTRA LA SOBRECARGA ....................................................................59 DIFERENCIAS.............................................................................................................60 RED DE POTENCIA .....................................................................................................61 FUNCIONAMIENTO .....................................................................................................61 DIFERENCIAS.............................................................................................................62 RED DE SEÑALES .......................................................................................................63 CARACTERÍSTICAS.....................................................................................................63 DIFERENCIAS.............................................................................................................63 TIPOS DE SEÑAL ........................................................................................................64 CARACTERÍSTICAS COMUNES ....................................................................................65 LÓGICAS DE FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA ..............................65 RECEPTORES EXCLUIDOS DURANTE LA PUESTA EN MARCHA .....................................65 ALIMENTACIÓN DIRECTA DE BATERÍA........................................................................66 ACTIVACIÓN UNÍVOCA DE LOS RECEPTORES .............................................................66 EJEMPLO ....................................................................................................................67 SOLUCIÓN (A) ...........................................................................................................67 SOLUCIÓN (B) ...........................................................................................................67

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ÍNDICE

SOLUCIÓN (C) ...........................................................................................................67 TÉCNICA DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS MODERNAS CON REDES CAN............68 SOLUCIÓN MULTIPLEX ...............................................................................................68 DESVENTAJAS ............................................................................................................68 VENTAJAS ..................................................................................................................70 VERIFICACIONES ELEMENTALES DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA..............................71 VERIFICACIONES DE CONTINUIDAD ..........................................................................71 VERIFICACIONES DE TENSIÓN E INTENSIDAD...........................................................71 VERIFICACIONES DE CORTOCIRCUITO.......................................................................71 VERIFICACIÓN DE COMPONENTES (LÁMPARAS, FUSIBLES, ETC.)...............................71 APLICACIONES...........................................................................................................71 VERIFICACIONES DE CONTINUIDAD EN LA INST. DE ELEVALUNAS DELANTEROS.......71 CONTROL ...................................................................................................................74 COMPONENTES AFECTADOS.......................................................................................74 CONTROL ...................................................................................................................78 VERIFICACIONES DE CONSUMO.................................................................................78 ESPECIFICACIONES ...................................................................................................78 PROCEDIMIENTO........................................................................................................79 MEDICIÓN DEL CONSUMO (NORMA) ..........................................................................79 VERIFICACIONES DE CORTOCIRCUITO.......................................................................79 MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO (NORMA)...................................79 INTERVENCIONES DE REPARACIÓN EN LA INSTALACIÓN ...........................................80 ASPECTOS PROBLEMÁTICOS ......................................................................................80

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EL CABLEADO DEL AUTOMÓVIL El cableado es, por su tamaño, la parte más relevante del automóvil. El cableado puede dividirse en varias partes en función de las magnitudes eléctricas implicadas: -

Cableado de potencia (arranque, recarga, encendido, etc.). Cableado de baja tensión (iluminación, sensores y actuadores de las distintas instalaciones, etc.). Cableado de señales (red de comunicación digital entre las instalaciones, autorradio, navegador, etc.).

Cada una de estas partes tiene unas características constructivas bien definidas y, por lo tanto, durante las intervenciones de reparación, necesitarán tomarse distintas precauciones según se trate de una u otra. Para apreciar mejor las diferencias entre los distintos tipos de cableados presentes en el vehículo a continuación se presenta una panorámica de los tipos de cables utilizados y sus características.

Representación

Denominación Cables unipolares de cobre con aislamiento de resina sintética Cables unipolares de cobre estañado Cables de encendido para motores de explosión con aislamiento de resina sintética Cables de encendido impedanciales Cables unipolares sumergibles para empleos severos Cables multipolares con aislamiento de resina sintética

01


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CABLES UNIPOLARES DE COBRE CON AISLAMIENTO DE RESINA SINTÉTICA NOTAS: Se indican como ejemplo algunos datos técnicos característicos de cables unipolares. En el primer caso se trata de un cable con un solo hilo, mientras que en el segundo es un cable que también puede estar compuesto por varios hilos.

DATOS TÉCNICOS CARACTERÍSTICOS PARA UN CABLE UNIPOLAR CON UN SOLO HILO Dimensiones en mm.

Camisa aislante de resina sintética

Sección mm2

CU 15 PR

CU 30 PR

30

CU 8 PR

15

CU 6 PR

8

CU 4 PR

6

CU 2,5 PR

4

CU 1,5 PR

2,5

CU 1 PR

1,5

A

6

11

14

20

28

37

48

67

110

min.

0,19

0,19

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

max.

0,25

0,32

0,32

0,32

0,32

0,32

0,32

0,32

0,32

1,10 0,45 2,20

1,50 0,45 2,60

1,80 0,65 3,35

2,20 0,70 3,80

2,80 0,80 4,60

3,40 0,90 5,20

3,50 0,90 5,70

5,40 0,70 7,0

7,30 1,65 10,8

37,1

18,5

12,7

7,6

4,71

3,14

2,26

1,33

0,64

8,5

14,5

21,8

32,8

51,0

70,6

105,7

176,34

374,68

Designación del conductor

Corriente máx. continuada

Diámetro de los hilos

1

CU 0,5 PR

0,5

Conductor de cobre

d max. s min. D max. Resistencia máx. a 20 C (m /m) MASA (gramos/metro) Paso de alma máx.

70

100

120

NOTAS: Los cables de esta tabla se aplican en el circuito de baja tensión de la instalación eléctrica de los automóviles, hasta 300V c.c. y 220V c.a., con temperaturas de funcionamiento de 30°C a +90°C.

02


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DATOS TÉCNICOS CARACTERÍSTICOS PARA UN CABLE UNIPOLAR CON VARIOS HILOS Dimensiones en mm.

d s nom. D

max. min. Resistencia máx. a 20 C (m /m) MASA (gramos/metro) Paso de alma máx.

7x12

7x18

1x19

1x19 0,40 1,04 5,00

50

70 CU 70 PR

hilos

53

35

CU 50 PR

Formación del conductor

8

(25)

CU 35 PR

N. alma x N. hilos

3,5

16

CU 25 PR

A

10

CU 16 PR


0,8

CU 10 PR


0,35

Conductor de cobre

CU 0,8 PR

Sección mm2

CU 0,35 PR

Camisa aislante de resina sintética

75

100

125

160

200

19x14

19x14

19x21

19x30

0,35

0,40

0,40

0,40

7,30

9,20

10,60

12,60

1x11

1x11

0,20

0,30

0,70

1,15

0,40 0,83 4,80

0,40

0,75

1,05

1,85

1,40

1,40

1,60

1,80

1,55 1,45

2,60 2,40

7,10 6,70

9,00 8,60

10,30 9,90

12,20 11,80

14,00 13,60

16,40 16,00

55,70

23,5

1,76

1,11

0,75

0,53

0,37

0,26

6,4

13,8

123

204÷211 100

285÷290

370 120

542

766

70

03


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COLOR DE LA CAMISA AISLANTE El color suele referirse al esquema en espiral indicado en la figura. Espiral coloreada

Color de fondo

Paso 50

Sólo para los cables CU 0.8 y CU 2.5 las rayas deben ser longitudinales y rectilíneas. Sólo para los cables CU 0.5 y CU 1.5 se admite una sola raya longitudinal y rectilínea. Sólo para los cables CU 1 las rayas deben ser transversales tal como se indica en la siguiente figura.

Color de fondo

Raya coloreada

04


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DATOS TÉCNICOS CARACTERÍSTICOS PARA UN CABLE UNIPOLAR DE COBRE CON AISLAMIENTO PARA CLASE “T2” (105°C) Dimensiones en mm. Camisa aislante de resina sintética

0,19 0,25 0,85 1,1

CU 2 PR

14

16

20

28

0,25 0,30 1,9

0,32 2,2

0,3

6

8

37

48

0,25 0,32 3,4 3,5 0,4 0,9 4,3 5,7 3,14 2,26 61 105,7

1,9 2,1 24,7 18,5 9,4 11 ? 70 10

15

53

67

--0,25 0,40 0,32 4,8 5,4 1,05 0,70 7,1 7,0 1,76 1,33 123 176,34 ? 100

2,4 12,7 17

2,6 9,42 22

3,0 7,6 25 ? 100

3,7 4,71 40 ? 100

16

25

30

35

CU 35 PR

1,7 37,1 6

2,8 0,35

CU 30 PR

1,4 55,7 4,4

4

CU 4 PR

CU 1,5 PR

11

0,19 0,32 1,5 1,8

2,5

CU 2,5 PR

CU 1 PR

CU 0,75 PR

2

CU 25 PR

A

min. hilos max. d max. s min. D max. Resistencia máx. a 20 C (m /m) MASA (gramos/metro) Paso de alma máx.

9 --0,20 1,2

1,5

CU 16 PR



6

---

CU 6 PR

Sección mm2

3,5

1

CU 15 PR

A

min. hilos max. d max. s min. D max. Resistencia máx. a 20 C (m /m) MASA (gramos/metro) Paso de alma máx.

0,75

CU 10 PR


0,5

CU 0,7 PR


0,35

CU 8 PR

Sección mm2

CU 0,35 PR

Conductor de cobre

75

100

110

125

--0,40 5,6 1,85 9,0 1,11 204

--0,25 0,35 0,32 7,3 7,5 1,4 1,65 10,3 10,8 0,75 0,64 290 374,68 ? 120

--0,40 9,2 1,4 12,2 0,53 370 ? 120

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CAMISA AISLANTE Es de resina sintética termoplástica que forma una camisa continua, en una o varias capas perfectamente soldadas entre sí.

COLORES Se puede utilizar cualquier color o combinación de colores pero la configuración de las rayas debe respetar las siguientes indicaciones.

COLORES DE LOS CABLES UNIPOLARES DE COBRE CON AISLAMIENTO PARA CLASE “T2” (105°C) Para los cables CU0.35PR, CU0.75PR y CU2PR se ha previsto un bicolor al 50% como en la figura.

Para los cables CU0.5PR, CU1.5PR y CU4PR se ha previsto una sola raya longitudinal tal como se indica en la figura. Una raya longitudinal

Color de fondo

Para los cables CU1PR, CU2.5PR y siguientes se han previsto dos rayas longitudinales como muestra la figura. Dos rayas longitudinal

Color de fondo

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ANOMALÍAS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS CABLES En la siguiente tabla se resumen algunas anomalías de funcionamiento del cableado con las causas posibles que las originan.

Anomalía observada

Posibles causas de la anomalía

Anomalía de funcionamiento del sistema eléctrico electrónico

Rotura/daño del conductor debido a una longitud inadecuada, malas instrucciones de montaje y fijación. El cable se quema o se daña debido a una sección incorrecta que provoca malos funcionamientos al no cumplir la función deseada Fusiones, laceraciones o daños en el tubo corrugado por exposición a temperaturas elevadas Laceraciones o daños del tubo corrugado por agresión de agentes químicos Laceraciones o daños del tubo corrugado por interferencia con órganos en movimiento y/o útiles de mantenimiento y/o superficies abrasivas a causa de malas instalaciones El fusible no interviene Daño de los conductores que se ponen en contacto con aristas vivas de la chapa porque se sale la junta del orificio al no enganchar correctamente Rotura/laceraciones por deterioro del material de las juntas Filtraciones de agua en el cableado porque el diámetro del orificio para el paso de cables no es compatible con las dimensiones del cableado

Cortocircuito instalación con posible incendio vehículo

Característica relacionada con la causa de la anomalía Longitud del cable Cotas de montaje Cotas de fijación

Cotas de montaje

Tipo de tubo corrugado en función de la temperatura de funcionamiento Material corrugado e instalación adecuada Cotas de montaje y fijación de la instalación

Capacidad del fusible Diámetro de la junta

Material de las juntas

Diámetro orificio de paso

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Anomalía observada Riesgo de interferencia de los conductores porque se salen de la protección (corrugado, guía, etc.) con posibles laceraciones y/o cortes Funcionamiento anómalo del dispositivo eléctrico detrás del fusible Funcionamiento anómalo del dispositivo o de la función relacionada con posible parada del vehículo

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Característica Posibles causas de la relacionada con la anomalía causa de la anomalía Tipo de cinta (por La cinta se despega puntos, continua o en porque no es la espiral) en función de adecuada las necesidades

Fusible quemado

Capacidad del fusible

Deformación del terminal porque no es el adecuado para ese conector, resultando crítico con cargas de tracción y/o compresión El terminal se sale porque no es el adecuado (alojamiento de enganche demasiado grande para el tipo de cable) Desconexión de los cables porque hay demasiados cables convergentes en un único terminal Desconexión de los cables porque están demasiado tensados por instrucciones incorrectas sobre la posición de montaje y las cotas de fijación Utilización de un conductor de sección menor con varios conductores de sección mayor (ej. 10 cables de 1,5mm2 con 1 cable de 0,5mm2) Utilización de conductores con secciones muy distintas (ej. cable de 2,5mm2 con cable de 0,35mm2)

Tipo de terminal adecuado para cada aplicación

Tipo de terminal adecuado para cada aplicación

N° de conductores

Longitud de los cables Cotas de fijación

Sección de los conductores

Sección de los conductores

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Anomalía observada


Entrada de agua en el habitáculo con posible daño en los dispositivos eléctricos (centralitas)

Se sale la junta del orificio de la chapa Daño, deformación o rotura de la junta Cables no orientados hacia abajo, hacia la salida del compartimiento motor (efecto sifón) El agua se estanca en la junta (en conexiones no estancas) a causa de la descarga de la misma por el cableado

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Característica relacionada con la causa de la anomalía Dimensiones y tolerancias del orificio y de la junta Duración de las juntas Instalación correcta Instalación correcta de cables y juntas en la chapa

Orientación correcta del cableado para evitar la entrada de agua en las conexiones no estancas. Mal funcionamiento Deformación/reblandecimiento Material adecuado para del dispositivo con del tubo corrugado/camisa de la clase térmica T3 para aplicaciones posible parada del protección normales y clases vehículo y riesgo de térmicas superiores incendio para necesidades específicas Paso de cables cerca de Distancia mínima de fuentes de calor 100mm de fuentes de calor Sistemas de fijación cerrados Presencia de tapas/protecciones Tendido de cables y puntos de Respetar el tendido del fijación no adecuados cableado y el paso máximo de 200mm entre los puntos de fijación Tendido del cableado en la Respetar el tendido del zona donde se pisa cableado por las muescas de guía y las impresiones en el piso para el alojamiento del cableado Ruido El cable se sale de la Geometría de fijación ballestilla /muesca de guía cables adecuada Paso de cables por encima de Distancia mínima de órganos en movimiento 50mm de órganos en movimiento Desenganche/rotura del Dimensiones y sistema de fijación al tubo tolerancias de los corrugado o muesca de guía puntos de fijación

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FUSIBLES DE SEGURIDAD El principal objetivo del fusible de protección es proteger el cableado y los componentes que están delante de su posición. Al contrario de lo que podría parecer, en general un fusible no protege el cableado ni los dispositivos que están conectados detrás de él, ya que su intervención está dirigida precisamente por un mal funcionamiento de los mismos. Por otra parte, los fusibles han sido diseñados para intervenir sólo cuando el mal funcionamiento en el cableado que está detrás es lo bastante grave como para provocar daños en los cableados que están delante. TIPOS DE FUSIBLES

Fusible cilíndrico de extremos cónicos

Fusible laminar

Fusible de lámina

FUSIBLES CILÍNDRICOS DE EXTREMOS CÓNICOS El cuerpo de este tipo de fusible está compuesto por una resina fenólica con carga de amianto y ya no se utiliza en las nuevas instalaciones eléctricas para automóviles.

Designación

Corriente Nominal (carga contin.) A

Color Cuerpo aislante

FUSIBLES LAMINARES CON PROTECCIÓN AISLANTE

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FUSIBLE TIPO A Designación

Cuerpo aislante Conductor

Designación 3A 4A 5A 7,5A 10A 15A 20A 25A 30A

Corriente nominal 3 4 5 7,5 10 15 20 25 30

Color Violeta Rosa Beige Marrón Rojo Azul Amarillo Blanco Verde

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

CARACTERÍSTICAS

Caída de tensión

Prestaciones

CONDICIONES DE PRUEBA 3A 4A 5A Corriente 7,5A nominal del 10A fusible 15A 20A 25A 30A I=110% In por 100 h I=135% In I=200% In I=350% In

LÍMITES ? 200A ? 200A ? 200A ? 150A ? 140A ? 125A ? 125A ? 110A ? 110A Ninguna intervención del fusible ? 0,75? 1800s Tiempos de ? 0,25? 5s intervención ? 0,08? 0,5s

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FUSIBLE TIPO A0

Cuerpo aislante

Designación 3A 4A 5A 7,5A 10A 15A 20A 25A 30A

Corriente nominal 3 4 5 7,5 10 15 20 25 30

Color Violeta Rosa Beige Marrón Rojo Azul Amarillo Blanco Verde


CARACTERÍSTICAS

Caída de tensión

Prestaciones

CONDICIONES DE PRUEBA 3A 4A 5A Corriente 7,5A nominal del 10A fusible 15A 20A 25A 30A I=110% In por 100 h I=135% In I=200% In I=350% In I=600% In

LÍMITES ? 175A ? 175A ? 175A ? 150A ? 125A ? 125A ? 125A ? 100A ? 100A Ninguna intervención del fusible ? 0,75? 1800s Tiempos de ? 0,15? 5s intervención ? 0,08? 0,5s ? 0,03? 0,10s

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FUSIBLE TIPO B Detalle X Cuerpo aislante

Conductor

Designación 20A 30A 40A 50A 60A 70A 80A

Corriente nominal 20 30 40 50 60 70 80

Color Amarillo Verde Ambar Rojo Azul claro Beige Blanco

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICAS

Caída de tensión

CONDICIONES DE PRUEBA

Corriente nominal del fusible

I=110% In por 100 h Prestaciones

I=135% I=200% I=350% I=600%

In In In In

LÍMITES 20A 30A 40A 50A 60A 70A 80A

? 120A ? 120A ? 120A ? 120A ? 130A ? 130A ? 130A Ninguna intervención del fusible ? 60? 1800s Tiempos de ? 4? 60s intervención ? 0,2? 7s ? 0,04? 1s

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FUSIBLE TIPO C

Conductor Cuerpo aislante

Designación 100A 125A 150A 175A

Corriente nominal 100 125 150 175

Color Amarillo Verde Naranja Blanco


CARACTERÍSTICAS

Caída de tensión

Prestaciones

CONDICIONES DE PRUEBA Corriente nominal del fusible I=110% I=135% I=200% I=350% I=600%

In por 4 h In In In In

LÍMITES 100A 125A 150A 175A

? 110A ? 110A ? 110A ? 110A Ninguna intervención del fusible ? 120? 1800s Tiempos de ? 1? 15s intervención ? 0,3? 5s ? 0,1? 1s

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FUSIBLE TIPO C0

Designación 30A 40A 50A 60A 70A 80A 100A 125A

Corriente nominal 30 40 50 60 70 80 100 125

Color Rosa Verde Rojo Amarillo Marrón Blanco Azul Naranja


CARACTERÍSTICAS

CONDICIONES DE PRUEBA

Caída de tensión

Corriente nominal del fusible

Prestaciones

I=100% I=110% I=150% I=200% I=300% I=500%

In por 100 h In por 4 h In In In In

LÍMITES 40A 50A 60A 70A 80A 100A 125A

? 85A ? 80A ? 80A ? 80A ? 75A ? 75A ? 75A Ninguna intervención del fusible Tiempos de intervención

? 90? 3600s ? 5? 100s ? 0,3? 3s ? 0,1? 1s

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FUSIBLES DE LÁMINA


Designación

Corriente nominal (carga continua) en A

Tiempo de fusión

Caída de tensión admitida al pasar corriente igual al valor nominal

Desv. Límite

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INTERRUPTORES DESVIADORES - CONMUTADORES Generalmente, por interruptor se entiende un dispositivo electromecánico que abre o cierra un circuito eléctrico. Por desviador o conmutador en general se entiende un dispositivo electromecánico que abre un circuito eléctrico y cierra otro. Teniendo en cuenta la aplicación de estos dispositivos, es evidente que el parámetro eléctrico que los caracteriza es la máxima corriente continua que son capaces de soportar sin acusar ningún daño físico.

CLASIFICACIÓN Los interruptores, desviadores y conmutadores utilizados en automóviles se clasifican según el siguiente prospecto de acuerdo con las características indicadas.

POSICIÓN

CARACTERÍSTICA De palanca

De pulsador Medio de maniobra

De botón basculante

Rotante (incluidos los accionados mediante llave)

Deslizantes

Corriente de interrupción, expresada en A Ocasional Tipo de funcionamiento requerido al dispositivo Continuado Número de maniobras ( /10.000 prescritas para la prueba de duración) Interponer una barra entre las posiciones 3 y 4; interponer un punto entre las posiciones 2 y 3. Con referencia a la tensión de 12V y entendida en la carga de lámparas; cuando el aparato no tenga prevista esa carga, en carga inductiva u óhmica.

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EJEMPLO DE CLASIFICACIÓN Clasificación en función de las características del prospecto anterior: T 5.c / 15 (Conmutador, intensidad de interrupción 5A, funcionamiento continuado, garantía de maniobras 150.000). P 30.s / 25 (Interruptor, intensidad de interrupción 30A, funcionamiento ocasional, garantía de maniobras 250.000).

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS INTENSIDAD DE INTERRUPCIÓN Intensidad nominal que son capaces de soportar los contactos eléctricos sin recalentarse o sufrir otros daños. Para los interruptores de utilización ocasional se ha previsto un período máximo continuado de 1 hora, para los de utilización frecuente 8 horas.

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO Resistencia eléctrica medida entre los terminales no conectados eléctricamente entre sí (contactos abiertos) y entre los terminales y el cuerpo si es de plástico, con tensión de 500Vcc para los interruptores de potencia y de 100Vcc para los de señal.

TENSIÓN DE DESCARGA Tensión aplicada entre los terminales no conectados (contactos abiertos) que provoca la descarga eléctrica entre los contactos.

CAÍDA DE TENSIÓN Tensión medida entre los terminales conectados (contactos cerrados) con una intensidad equivalente a la intensidad nominal de interrupción después de 1 hora de funcionamiento continuado.

RESISTENCIA ÓHMICA Resistencia eléctrica medida entre los terminales conectados (contactos cerrados). Comparando con los datos característicos se observa un sobredimensionado que debe imputarse al contacto entre los terminales y el instrumento de medida.

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TIEMPO DE REACCIÓN Es el tiempo que transcurre entre el cierre del contacto (instante en que el circuito se alimenta con una tensión del 10% de la de prueba) y el instante en que el circuito está completamente alimentado (instante en que el circuito se alimenta con una tensión del 90% de la de prueba). La alimentación debe realizarse con una tensión de 9,5 13,5V sobre una carga óhmica.

FICHA TÉCNICA A continuación se ilustra como ejemplo la ficha técnica de un interruptor normal utilizado en automóviles. Para cualquier comprobación debe consultarse siempre la ficha técnica con los datos característicos del componente analizado.

CARACTERÍSTICA Resistencia de aislamiento Tensión de descarga Caída de tensión

Resistencia óhmica Tiempo de reacción

LÍMITES > 10 M > 750 Vef Interruptores de potencia (> 1A) 10 mV/A (interruptor nuevo) 15 mV/A (interruptor desgastado) Interruptores de señal (<1A) 100 mV/A (interruptor nuevo) 200 mV/A (interruptor desgastado) < 10 < 10ms

NOTAS: Además de las características eléctricas, estos dispositivos también tienen unas características mecánicas que determinan su aplicación. Por ejemplo, uno de los parámetros mecánicos que caracteriza el uso de un interruptor es la fuerza necesaria para su accionamiento. Este parámetro vincula, por ejemplo, a un interruptor a utilizarse de forma manual, como encendido o activación, o a ser accionado por un mecanismo, como control de posición o de accionamiento.

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TELERRUPTORES Y RELÉS Los relés son dispositivos electromecánicos diseñados para alimentar cargas o sistemas eléctricos de distinta naturaleza y entidad que funcionan correctamente si se da y se quita la tensión de alimentación en tiempos rápidos. Para aplicaciones en la automoción existen dos grandes familias de componentes: -

Relés con terminales para soldar de PCB. Relés con terminales laminares (fast-on) para montaje plug-in en el cableado o en unidades interconectadas con circuito impreso flexible o circuito interrumpido.

En este capítulo se profundizará en la segunda familia ya que los relés para soldar forman parte integrante de las centralitas electrónicas y no pueden ser reparados ni revisados.

COMPOSICIÓN INTERNA La composición interna de un relé puede resumirse en el siguiente ejemplo que representa el relé tipo mini que hasta hoy es el componente más utilizado en Fiat Auto.

Muelle

Lámina portacontacto

Trenza

Terminales laminares Base

Resistencia Devanado

Tapa

Contacto fijo

Contacto móvil Bobina

Fijación fija Fijación móvil

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TIPOS DE RELÉS Los relés considerados se diferencian por: -

Esquema eléctrico. Tipo de contacto. Tipo de contenedor exterior. Conexión con la instalación eléctrica.

Analicemos las principales características de seis tipos de relé. Relé Relé Relé Relés Relés Relé interruptor interruptor múltiple desviadores desviadores múltiple normal estanco estanco normales estancos Contenedor de plástico y conectores laminares fijos con dimensiones según normas ISO (tipo micro/mini/maxi) Contenedor de plástico perfilado y conectores laminares fijos mini o maxi según norma ISO Contenedor de plástico con dimensiones laterales según norma ISO pero con altura variable y conectores laminares fijos según norma ISO Contenedor exterior específico y conectores laminares de 2,8mm en doble fila Posibilidad de montaje en cableado o centralitas interconectadas Imposibilidad de montaje en cableado o centralitas interconectadas Enganche mecánico del relé permitido por el terminal hembra lado cableado o centralita interconectada Enganche mecánico del relé permitido por el acoplamiento entre el conector lado cableado y el contenedor del relé Enganche mecánico del relé permitido por el acoplamiento entre conector lado cabl. y tablero con palanca enganche/desenganche Fijación en el vehículo realizada con el soporte relé (conector o centralita) Fijación en el vehículo realizada con soporte metálico montado en la parte posterior de la tapa con orificio de fijación para tornillo Grado de protección al agua 3 según norma IEC529 Grado de protección al

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X X

X

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS RELÉS En la siguiente tabla se resumen algunas de las características eléctricas más importantes de los relés. Generalmente, tiende a considerarse sólo la intensidad máxima nominal que el relé puede soportar en sus contactos, descuidando otras características. Sin embargo, esta forma de pensar provoca a menudo funcionamientos incorrectos muy difíciles de diagnosticar cuando quien sustituye el relé no es la misma persona que busca la avería.

EJEMPLO DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS RELÉS CARACTERÍSTICA Tensión de descarga disruptiva Resistencia de aislamiento Resistencia óhmica del devanado magnetizante Caída de tensión máx. admitida en relé nuevo entre terminales 30-87 Caída de tensión máx. después de la utilización entre terminales 30-87 Máxima tensión inductiva en retención Intensidad máxima en cierre Intensidad máxima en apertura Intensidad máxima continuada a temperatura máxima (T máx) Intensidad mínima para autolimpieza contactos Sobretemperatura del devanado magnetizante a T máxima Sobretemperatura máxima admitida en el terminal 30 Máxima tensión de cierre magnético a T máxima Mínima tensión de retención magnética a T máxima Máximo tiempo de reacción en el contacto 87 Tiempo de cierre contactos máximo admitido Tiempo de apertura contactos mínimo admitido

LÍMITE >1000Veff >10M 60 80 2mV/A 4mV/A 70V 140A 40A 30A 1A <60°C 50°C 9.6V 2.5V 500 s 4ms 8ms

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ESQUEMA ELÉCTRICO Y CONEXIONES En la siguiente figura se ilustra el equivalente eléctrico tanto del relé interruptor como del desviador. Las polaridades indicadas, tanto para la parte de excitación como para la de alimentación, son las recomendadas por el fabricante según la conformación interna de los contactos y las protecciones para sobreintensidades. Positivo excitación

Entrada alimentación

Positivo excitación

Entrada alimentación

Negativo excitación

Negativo excitación Salida alimentación

Salida alimentación N.A.

Salida alimentación N.C.

ADVERTENCIAS Y ASPECTOS PROBLEMÁTICOS La posición de un relé en el cableado de una instalación debe estudiarse muy bien y no debe decidirse a la ligera. De hecho, un relé colocado de forma incorrecta no sirve para proteger los contactos eléctricos del consumo de las cargas, y además puede provocar anomalías de funcionamiento en las que resulte casi imposible detectar la causa.

ACTIVACIÓN A MASA Y AL POSITIVO La activación de una carga a través de un relé puede efectuarse fundamentalmente de dos modos: suministrando a la carga la masa fija y la alimentación por el relé o viceversa, suministrando la alimentación fija y la masa por el relé. La elección de la solución más adecuada depende sobre todo del tipo de carga que se vaya a gestionar.

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CONEXIÓN EN PARALELO DE CARGA Y MANDO En la figura de la izquierda se ilustra un ejemplo de mala conexión en paralelo de una carga y del mando de otra carga. En este caso los saltos de tensión de la carga C pueden dañar gravemente el mando de la carga M. Además, el tercer relé situado más alto no tiene ninguna utilidad. En cambio, en la configuración correcta las dos cargas están dirigidas sólo por el circuito de mando de los dos relés, mientras que la parte de excitación de los dos relés está dirigida por separado mediante un interruptor adecuado.

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CONEXIÓN CON EL D+ DEL ALTERNADOR

Testigo carga generador


En este caso hay dos comportamientos distintos, con el motor apagado el interruptor activa el relé y el testigo de recarga del generador, en cambio con el motor en marcha el relé es activado por el positivo que llega del D+. El problema se presenta si se intenta desexcitar el relé abriendo el interruptor con el motor encendido. En este caso el mando de desexcitación se ignora. Las soluciones que se proponen para este caso son dos, una prevé la utilización de un diodo y otra prevé un interruptor doble.

CENTR. CONTROL MOTOR




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RETRASO DE RESPUESTA Conectando en paralelo al circuito de excitación de un relé una carga activada por otro relé se provoca un retraso de respuesta ya que la carga M, al ser activada crea un cortocircuito momentáneo. La solución es utilizar un relé independiente para cada carga, o bien, como muestra la figura, utilizar un interruptor general hacia la alimentación y dos interruptores dedicados a la activación de los dos relés.

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ACTIVACIÓN NO DESEADA En el caso de la figura, si uno de los dos fusibles interviene cerrando el conmutador de arranque - en la parte superior - se activarán los dos relés incluso sin accionar el interruptor de mando ubicado en la parte de abajo. De hecho, los dos circuitos de excitación de los relés están conectados en serie y con una de las dos cargas “X”. La solución, cuando es necesario activar a masa dos circuitos de excitación, es no conectar los positivos bajo dos fusibles distintos si a estos fusibles ya están conectadas otras dos cargas.

Conmutador de arranque

Carga 1 Comando

Carga “x”

Carga “x”

Carga “x”

Conmutador de arranque

Carga 1

Carga 2

Carga 2

Comando

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ACTIVACIÓN MEDIANTE CENTRALITA DE CONTROL Cuando la bobina de excitación está dirigida por una centralita de control, por ejemplo a través de un comando de masa como en la figura, siempre es necesario que la conexión del positivo de esa bobina se realice en el mismo punto eléctrico de la conexión al positivo de la unidad de control. El motivo de esta precaución es que la unidad electrónica que da la señal de comando en forma de masa a la bobina, cuando no quiere excitar la bobina impone un valor de tensión en el pin de comando igual al de alimentación. En el caso de la figura, con la llave en INT y no en INT/A, el relé se activaría de forma no deseada.

Conmutador de arr.

CENTRALITA DE CONTROL

Carga

Carga

Cargas

Cargas

Conmutador de arr.

CENTRALITA DE CONTROL

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MANDO EN PARALELO DE DOS RELÉS A veces ocurre que se debe dirigir una carga que tiene un determinado consumo de intensidad y no se dispone del relé adecuado. En esos casos la solución más eficaz es utilizar dos relés, cuya suma de intensidades nominales máximas supere a la de la carga, y conectarlos en paralelo como mando de excitación y como carga. Este procedimiento debe evitarse en cualquier caso ya que la mecánica interna de los relés no puede asegurar nunca la simultaneidad de activación de los dos interruptores. En ese caso el relé más “rápido” estaría sometido, aunque brevemente, a toda la intensidad que la carga requiere, con todas las consecuencias del caso.

Carga

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ANOMALÍAS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS RELÉS En la siguiente tabla se resumen algunas anomalías de funcionamiento de los relés con las causas posibles que las originan.

Anomalía observada


La carga /función no se activa

El relé no se excita

Desexcitación espontánea del relé

El motor no arranca

Microfusión de los contactos del relé

Desactivación retardada de la carga/función Activación accidental de la carga/función

Apertura retardada de los contactos del relé

Ruido

Característica relacionada con la causa de la anomalía Resistencia a las vibraciones Resistencia a la temperatura Duración del componente Error de cableado Resistencia a las vibraciones Resistencia a la temperatura Duración del componente Error de cableado Relé adecuado al tipo de carga (resistivo, inductivo, etc.) Consumo continuado Intensidad máxima en activación Intensidad máxima en interrupción Temperatura máxima continuada Duración del componente Error de cableado

Autoexcitación del relé

Error de cableado

Contacto entre los terminales del relé El relé se suelta de su alojamiento de enganche

Protección contra los agentes atmosféricos Espesor soporte de enganche Cotas y tolerancias ranuras de enganche en el soporte

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LÁMPARAS ELÉCTRICAS PARA AUTOMÓVILES En el automóvil se utilizan muchas lámparas de muchos tipos distintos. La elección del tipo de lámpara depende de varios factores: -

Potencia necesaria. Espacio disponible. Recalentamiento máximo admitido. Consumo máximo admitido. Tipo de utilización (señalización, iluminación, etc.).

En la siguiente tabla se resumen los principales tipos de lámparas con los datos técnicos más importantes.

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RESISTENCIA EQUIVALENTE En la siguiente tabla se indican los valores de las resistencias equivalentes de los distintos tipos de lámparas, es decir, los valores de resistencia en “caliente” del filamento. Naturalmente, para verificar estos datos es necesario realizar una medición indirecta de resistencia.

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CONCEPTO DE MASA En el vehículo recibe el nombre de masa el circuito de retorno para la intensidad y no una protección, como sucede en las instalaciones industriales. Una masa mal fijada u oxidada corresponde a una apertura del circuito o a una anomalía de funcionamiento. En la carrocería se fijan con tornillos varios puntos de masa. También hay nudos de masa no fijados al chasis y nudos “positivos”, realizados mediante una soldadura por ultrasonidos, en los que convergen distintos cables para luego seguir con un menor número de cables, con una sección mayor.

EJEMPLO DE CONEXIÓN MEDIANTE MASA En el ejemplo de la figura puede verse la clásica conexión de una lámpara en el vehículo con el mando (interruptor) hacia el positivo y la masa en el chasis.

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ASPECTOS PROBLEMÁTICOS Los puntos de masa son un elemento bastante delicado de la instalación eléctrica. Precisamente porque son unos puntos comunes a muchos componentes eléctricos, de su buen funcionamiento depende a veces el funcionamiento de toda la instalación. Entre los problemas más importantes, conviene recordar: -

Un contacto imperfecto. La discontinuidad de la masa.

Estos dos defectos de la instalación pueden provocar funcionamientos anómalos que son bastante difíciles de identificar, porque los puntos de masa suelen ser compartidos por varios receptores. Por ese motivo, muchas veces el mal funcionamiento de un dispositivo tiene que ver con la mala conexión a masa de otro dispositivo.

MASA MAL CONECTADA A causa de un aflojamiento de la conexión entre el punto de masa y la masa del vehículo se puede crear una pequeña resistencia de contacto que en el caso de la figura puede influir de manera importante en el funcionamiento de los dispositivos conectados por las caídas de tensión que se pueden presentar.

ASPECTOS PROBLEMÁTICOS

Problema de mala conexión hacia masa

El problema de la resistencia de contacto es evidente en el caso de conexión común de dos receptores con un consumo de intensidad elevado. De hecho, en el caso de la figura si el receptor 1 absorbe la máxima intensidad de 50A en la pequeña resistencia de contacto de 0,01 Ohmios habrá una caída de tensión de 0,5V. Esta caída de tensión puede influir negativamente en el funcionamiento del receptor 2 que, al estar alimentado normalmente con sólo 3V se encuentra ahora con una alimentación de 2,5V.

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MASA DISCONTINUA La discontinuidad de un punto de masa puede provocar funcionamientos anómalos si la instalación sufre modificaciones no previstas por el fabricante. Los problemas que se presentan en este caso se deben a los pasos no deseados de intensidad que pueden provocar la activación parcial de receptores.

ASPECTOS PROBLEMÁTICOS

Problema de discontinuidad de un punto de masa

En el caso (A) indicado en la figura la discontinuidad del punto de masa central, en el caso de interruptor I1 abierto y I2 cerrado, provoca el paso de intensidad señalado por la línea discontinua. La solución indicada en (B) pone remedio al problema a pesar de los costes ocasionados por el interruptor doble. La solución con los diodos adoptada en (C) es más económica pero sólo se puede recurrir a ella en caso de receptores que no consuman demasiado. Podrían buscarse o simularse otros casos a partir de los esquemas eléctricos de las instalaciones.

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DIFERENCIAS ENTRE MASA Y TIERRA A menudo suele confundirse el término MASA con el de TIERRA. Es conveniente precisar que estos dos elementos eléctricos son muy diferentes, tanto por su constitución como por su utilización.

MASA

Por MASA se entiende un punto de conexión común entre varios elementos eléctricos. Este punto funciona como referencia de tensión.

TIERRA

Por TIERRA se entiende un punto de conexión para la carrocería metálica de muchos electrodomésticos hacia el potencial de tierra. El único objetivo de este punto es dispersar en el terreno las cargas electrostáticas que se acumulan en la envoltura metálica de los aparatos a consecuencia, por ejemplo, de fugas de intensidad a través de conductores mal aislados. Por ningún motivo debe considerarse la conexión de tierra como una referencia de tensión.

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CONCEPTO DE CORTOCIRCUITO Y SOBRECARGA Una de las principales causas de averías en la instalación eléctrica de un vehículo es el cortocircuito. Por cortocircuito se entiende una conexión no deseada de dos puntos de la instalación eléctrica entre los que hay una diferencia de potencial. Es conveniente distinguir entre los dos casos más importantes de cortocircuito: -

Cortocircuito a masa. Cortocircuito al positivo.

CORTOCIRCUITO A MASA

En este caso hay un paso no deseado de intensidad entre la alimentación y un punto mal aislado del cableado. El fusible que protege el tramo de cableado afectado por el cortocircuito interviene para proteger el resto de la instalación.

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CORTOCIRCUITO AL POSITIVO

En este caso hay una dispersión de intensidad por ejemplo hacia un receptor que se activa sin la intervención del interruptor específico. NOTA: En caso de cortocircuito al positivo, falta la protección del fusible, por lo que la fuga de intensidad puede dañar el receptor o el cableado afectados.

SOBRECARGA El cortocircuito suele ser consecuencia de una situación de sobrecarga. Los receptores están diseñados para funcionar de acuerdo con unos datos característicos determinados. Entre estos datos característicos también está la INTENSIDAD NOMINAL DE FUNCIONAMIENTO (In). Por intensidad nominal se entiende la intensidad que consume el receptor como norma. Cuando en un tramo de la instalación se detecta una intensidad superior a la nominal se habla de sobrecarga de acuerdo con la siguiente regla. I In Funcionamiento regular In < I 10 In Sobrecarga I > 10 In Cortocircuito

NOTAS: A menudo se tiende a descuidar las condiciones de sobrecarga cuando éstas no implican un mal funcionamiento inmediato de la instalación. Esta forma de actuar compromete muchas veces áreas muy grandes de la instalación eléctrica, ya que las sobrecargas suelen provocar el recalentamiento de los cables y de los dispositivos contiguos.

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LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DEL AUTOMÓVIL La instalación eléctrica es la parte del “sistema del vehículo” que hace funcionar, a través de señales eléctricas, prácticamente todos los sistemas de a bordo. En conjunto puede efectuarse una primera distinción entre sistemas eléctricos fundamentales y sistemas eléctricos auxiliares. Entre los sistemas eléctricos fundamentales destacan: -

Puesta en marcha y recarga. Gestión motor.

Entre los sistemas eléctricos auxiliares, es decir, en cierto sentido no indispensables para el funcionamiento básico del vehículo, destacan: -

Instalación luces. Instalación frenos. Climatización.

CARACTERÍSTICAS La instalación eléctrica de un vehículo debe considerarse como un conjunto de subinstalaciones con características y problemáticas determinadas. Por ejemplo, la instalación de puesta en marcha del motor y la de luces exteriores tendrán características muy distintas por las funciones que desempeñan.

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DIFERENCIAS En el interior de los dos grupos (sistemas fundamentales y auxiliares), en función de las magnitudes eléctricas tratadas por los sistemas, se pueden distinguir: -

Sistemas eléctricos de potencia. Sistemas eléctricos de gestión.

Sistemas eléctricos fundamentales

Sistemas eléctricos auxiliares Iluminación

Control motor

Climatización

Frenos y tracción

Airbag

Code y alarma Puesta en marcha y recarga Diagnosis

Cambio automático

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REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS ESQUEMAS ELÉCTRICOS La constitución desde el punto de vista gráfico de un esquema eléctrico es fundamental para transmitir al lector una gran cantidad de información Hasta ahora hemos hablado de instalación eléctrica sin preocuparnos de su representación gráfica. Para poder transmitir al técnico experto toda la información necesaria para comprender el funcionamiento de un sistema es necesario disponer de una representación gráfica clara y de lectura inmediata.

CARACTERÍSTICAS El esquema eléctrico de una instalación puede representarse en papel de distintos modos según el tipo de información que se desee transmitir al lector. Los tipos más importantes de representación son: -

El esquema eléctrico. El esquema funcional. El esquema de montaje.

DIFERENCIAS El esquema eléctrico muestra todos los elementos de la instalación eléctrica del vehículo y es muy útil para el proyectista que debe dimensionar todas las conexiones partiendo de cálculos y/o simulaciones. El esquema funcional, como los que se pueden encontrar en los manuales de asistencia técnica, muestra la lógica de los circuitos de los distintos subsistemas eléctricos. En estos esquemas los componentes eléctricos elementales están conectados con líneas equipotenciales. Esta representación es indispensable para el técnico que debe entender el funcionamiento del sistema para poderlo reparar. El esquema de montaje muestra los componentes funcionales en el interior del vehículo, los cableados, las masas y los tipos de conexión, para permitir su localización en el vehículo.

TÉCNICAS DE REPRESENTACIÓN HISTÓRICAS Cuando las instalaciones eléctricas de los vehículos eran más sencillas, la técnica de representación utilizaba algunas reglas comunes. Por ejemplo, los colores de los cables o su numeración hacían referencia a las magnitudes eléctricas que se trataban.

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Lo que ha quedado de esta técnica, por tradición, es numerar las conexiones de los telerruptores Ejemplo de numeración de los cableados:

num. de A Relé arranque 15 Positivo del conmutador con llave 30 Positivo batería Motor de arranque Llave de contacto 31 Negativo batería Masa del vehículo 49 Centralita Conmutador con indicador llave (15) intermitente 49a Centralita Indicador indicador intermitente intermitente 50 Conmutador con Relé arranque llave

num. de 50a Conmutador serie paralelo

a Relé baterías

51

Positivo generador

Batería

85

Relé (devanado) Masa (negativo)

86

Relé (inicio devanado)

Interruptor de mando

87

Relé (entrada) positivo

Interruptor de mando

88

Relé (salida)

Receptor

Conexionado clásico de un telerruptor

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NORMA ACTUAL DE REPRESENTACIÓN DEL GRUPO FIAT Con la introducción masiva de la electrónica en el vehículo y el incremento de los sistemas controlados eléctricamente, la numeración y los colores clásicos ya no son suficientes para representar de forma adecuada las instalaciones. Así pues, se ha pasado a una numeración unívoca de los componentes mediante siglas alfanuméricas y una técnica representativa más elaborada.

TÉCNICA DE REPRESENTACIÓN En primer lugar los esquemas eléctricos funcionales se dividen en: -

Secciones. Subsecciones.

Los componentes se identifican con una sigla alfanumérica basada en: -

Una letra que identifica el tipo de componente. Dos cifras que lo identifican unívocamente.

El color de los cables se indica en todos los esquemas funcionales con dos letras según un: -

Código de colores de los cables.

Por otra parte, como en el esquema funcional sólo se pretende representar la parte de instalación que se está tratando, se han previsto: -

Remisiones a otras secciones.

Y por último, para diferenciar las variantes del esquema básico previstas para equipamientos especiales, se han previsto las: -

Variantes de esquema.

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CODIFICACIÓN DE SECCIÓN Y SÍMBOLO Cada sección del manual de los esquemas eléctricos se identifica con una sigla alfanumérica. Por ejemplo E2011. -

E= Volumen esquemas eléctricos. 20 = sección 20 (Iluminación exterior). 11 = subsección 11 (Luces de cruce).

Ejemplo de lista de secciones:

10 20 25 30

Alimentación y masas Iluminación exterior Iluminación interior Dispositivos de accionamiento eléctrico 35 Accesorios radio

Sigla alfanumérica de la sección

40 50 60 70

Instrumentos de a bordo Sistemas de mando y control motor Climatización Sistemas electrónicos del vehículo

80

Sistemas de diagnosis

Símbolo de la sección

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COMPONENTES Y CONEXIONADO Cada componente está identificado por una sigla formada por una letra que indica el tipo de componente y por un número formado por dos cifras que hace referencia a la lista de componentes indicada aparte. Lista de las letras que identifican los componentes:

A B C D

Terminales de bornes Centralita de derivación Puntos de masa Conexiones

G H I J

Luces Conmutadores Interruptores Telerruptores

M N O P

E F

Tablero de instrumentos Faros

K L

Sensores Electroválvulas

Q R

Centralitas electrónicas Motores eléctricos Resistores Tomas de corriente – Avisadores acústicos Air Bag y pretensores Conector de diagnosis

EJEMPLO En el ejemplo tenemos un faro (F) identificado con el número 11 en la lista de componentes que tiene dos conectores A y B. También se puede añadir que el conector A tiene tres pin y el conector B tiene dos.

Sigla del conector Pin del conector Sigla del componente

Ejemplo de un componente y de su conexionado

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COLOR DE LOS CABLES Los colores de los cableados se identifican con una o dos letras situadas al lado del cable en el esquema. La letra doble identifica un cable de dos colores. Codificación de los colores:

N B A M

Negro Blanco Azul Marrón

G R V H

Amarillo Rojo Verde Gris

S C Z L

Rosa Naranja Violeta Azul oscuro

Cable Gris-Rojo

Cable Gris-Blanco

Cable Rojo

Ejemplo de representación de los colores de los cables

REMISIONES A OTRA SECCIÓN Como las instalaciones eléctricas muchas veces interactúan entre ellas, es muy frecuente encontrar en un esquema remisiones a esquemas de otras secciones. En este caso se encuentra, como referencia, tanto la sigla alfanumérica que indica la sección relacionada como el símbolo gráfico que la identifica.

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EJEMPLO En el ejemplo de la figura el componente con la sigla F11 presenta el pin 1 del conector B y el pin 3 del conector A que están relacionados con los esquemas de las secciones E2020 y E2010. Para identificar rápidamente estas secciones, al lado de la sigla se muestran también sus símbolos gráficos.

Representación de remisión a otra sección

VALIDEZ DEL ESQUEMA Como muchas veces es necesario referir un mismo esquema a distintas versiones del mismo vehículo, pueden encontrarse indicaciones sobre las variantes que estas versiones comportan. Dichas variantes se representan con una línea discontinua y al lado la sigla de la versión específica a la que se refiere.

EJEMPLO En el ejemplo de la figura la conexión con la siga D1, en la versión 1747 16v del vehículo en cuestión, tiene la variante de conector indicada. Sigla y conexionado del componente original

Sigla, conexionado y versión de la variante Representación de la validez de un elemento para una versión determinada

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Componente válido hasta el 02/99

Componente válido desde el 02/99

Representación de la validez de un elemento para una determinada versión

UBICACIÓN DE LOS COMPONENTES Para cada instalación también hay una representación de la ubicación de todos los componentes a bordo del vehículo para localizar de forma inmediata los conectores, cableados y componentes. Nótese como para cada componente, además de su sigla alfanumérica de identificación también se indican los conectores cuando puede haber ambigüedad en los cableados.

Ejemplo de ubicación de los componentes a bordo del vehículo

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LÓGICA DE REPRESENTACIÓN DE UN ESQUEMA ELÉCTRICO La representación en papel de un esquema eléctrico sigue algunos criterios que sirven para comprender de forma inmediata el funcionamiento del esquema. Estos criterios están relacionados, además de con la simbología descrita, con la posición relativa de los componentes en el esquema.

La regla básica que se sigue es que el flujo lógico de lectura de un esquema sea de arriba hacia abajo. Por eso en la parte alta siempre estarán las fuentes o los mandos. Inmediatamente después de las fuentes estarán las protecciones, es decir, los fusibles. En la parte central de los esquemas suele ilustrarse toda la parte funcional que generalmente interactúa con otras partes funcionales de otros esquemas. En la parte inferior están los receptores. Y por último, las indicaciones de los puntos de masa.

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TÉCNICA DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA TRADICIONAL La instalación eléctrica de los automóviles modernos está compuesta por muchos subsistemas como la instalación de luces, la gestión electrónica del motor, la gestión electrónica de los frenos, etc. Por otra parte, a veces estos subsistemas tienen características muy diferentes y pueden ejercer una fuerte influencia recíproca. Piénsese por ejemplo en las dos instalaciones de encendido electrónico y de comunicación entre las centralitas

ASPECTOS PROBLEMÁTICOS Uno de los puntos críticos más importante de este tipo de instalación es la presencia de magnitudes eléctricas muy distintas, como la intensidad en conductores muy cercanos (Encendido electrónico: miles de voltios Red de comunicación: pocos voltios). También debe tenerse en cuenta el entorno “vehículo”, es decir, una caja metálica que funciona como masa común para muchos componentes eléctricos

SUBDIVISIÓN Una primera solución eléctrica es evitar que se comuniquen elementos eléctricos con magnitudes eléctricas muy distintas. Por ejemplo, en primer lugar es fundamental distinguir los dos tipos de redes: -

Red de potencia. Red de señales.

Naturalmente, como la red de potencia utiliza la parte metálica del vehículo como elemento de masa, la red de señales no podrá utilizarla de ningún modo.

PUNTOS DE MASA Los puntos de masa y las conexiones hacia ellos representan un punto bastante crítico de toda la instalación eléctrica de potencia. De su eficiencia depende en buena parte el funcionamiento correcto de toda la instalación.

ASPECTOS PROBLEMÁTICOS El problema esencial de este elemento de la instalación tiene dos puntos de vista:

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-

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Componentes compartidos. Intensidades máximas.

COMPONENTES COMPARTIDOS Cada punto de masa es compartido por varios elementos de la instalación eléctrica, por lo que debe conseguirse que la presencia de una conexión directa entre ellos no influya sobre su funcionamiento correcto.

INTENSIDADES MÁXIMAS Por cada punto de masa pasan intensidades que dependen de los elementos conectados. Esto obliga a tomar medidas constructivas y de reparación específicas que eviten funcionamientos anómalos.

EJEMPLO

Representación esquemática de una conexión a masa compartida

En el ejemplo esquemático de la figura se representa una conexión al mismo punto de masa de dos elementos con un consumo muy diferente. Suponiendo que el punto de masa tenga una resistencia de contacto de 0,01Ohmios y que la intensidad que atraviesa los dos elementos pueda variar dentro de los límites indicados, ya no será correcto asumir que el “punto de masa” esté a potencial cero. De hecho, cuando el elemento 1 es atravesado por su intensidad máxima de 50A, en la pequeña resistencia de contacto hay una caída de tensión de 0,5Voltios. Esta caída de tensión puede influir mucho en el funcionamiento del elemento 2 que en lugar de estar alimentado a 3 Voltios, como debería, se encuentra sólo con 2,5Voltios de

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alimentación. En el caso de componentes electrónicos, esta diferencia de alimentación, que es variable en el tiempo y no controlable, puede influir mucho en su comportamiento e incluso dañarlos.

Ejemplo de ubicación de los puntos de masa en un vehículo

DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN PASIVA CONTRA LAS SOBREINTENSIDADES A pesar de los descubrimientos más sofisticados y las avanzadas innovaciones en la instalación eléctrica en caso de avería de un dispositivo, la válvula fusible es el único elemento capaz de garantizar el funcionamiento de los demás sistemas porque se interpone entre la fuente de energía eléctrica y el receptor averiado.

FUNCIÓN Impedir que circule una intensidad superior a la prevista interrumpiendo inmediatamente la continuidad del circuito en caso de que ocurriera.

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Eso ocurre cuando la temperatura del conductor en el interior de la válvula alcanza la temperatura de fusión, provocando la volatilización en el punto más caliente, o la temperatura de activación en caso de válvulas electrónicas.

DIFERENCIAS Existen dos categorías de dispositivos de protección pasiva contra las sobreintensidades: - Recuperables (PTC, dispositivos electrónicos mediante semiconductor, bimetales, seccionadores). - No recuperables (fusibles).

CARACTERÍSTICAS Todos los cables de la instalación tienen que estar protegidos por lo menos del cortocircuito neto y, en cualquier caso, cuando no haya vínculos técnicos de factibilidad, también tienen que haber una protección contra la sobrecarga. Un elemento de protección pasiva es dimensionado para proteger el eje de distribución de la potencia (cables, conexiones, interruptores, pistas, etc.) y no los receptores que son alimentados por el propio eje.

DIMENSIONADO La capacidad nominal (In) del fusible se establece considerando el criterio más restrictivo entre los siguientes: - El consumo de los receptores que pueden activarse al mismo tiempo de forma continuada (durante por lo menos un minuto) es del 70% de In. El consumo nominal de los receptores que pueden activarse al mismo tiempo de forma continuada o momentánea (hasta un minuto) es del 100% de In. El consumo nominal de los receptores que pueden activarse al mismo tiempo en régimen transitorio (tiempos de alrededor de un segundo) es respectivamente del 150% de In para fusibles estándar (ATO y Mini) y del 200% para fusibles retardados o de potencia (Maxi, Midi, Mega).

ASPECTOS PROBLEMÁTICOS La agrupación bajo el mismo fusible de un número excesivo de cargas o de cargas de naturaleza muy distinta podría comprometer el buen funcionamiento de la protección.

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SOLUCIONES A) Distribución de las cargas entre varios fusibles en paralelo. B) Adición de un fusible en cascada para proteger la alimentación de la carga con menor consumo.

PRECAUCIONES En caso de intervenciones de reparación en las que haya que sustituir o modificar partes de la instalación eléctrica: A) Evite siempre que sea posible proteger con el mismo fusible cables de alimentación de cargas con consumo continuado con más de 15A de diferencia. B) Evite siempre que sea posible proteger con el mismo fusible cables de alimentación de cargas cuando la suma de sus consumos sea superior a 20A. C) Si entre el fusible y la carga se interpone un elemento de control (centralita) hay que verificar si es necesario o no proteger el cableado detrás de la centralita. En el segundo caso debe protegerse también la instalación detrás de la centralita.

SELECTIVIDAD ELÉCTRICA En caso de dos o más protecciones en cascada, originadas por la necesidad de proteger individualmente los circuitos derivados de un nudo ya protegido, es necesario garantizar la selectividad de intervención: - En caso de anomalía en el circuito debe intervenir siempre el fusible inmediatamente anterior a la anomalía.

CABLES NO PROTEGIDOS Los cables no protegidos por fusibles deben limitarse a: - Cable del motor de arranque. - Cable del alternador sólo si está directamente conectado al motor de arranque. - Cables de alimentación de los fusibles de potencia (si tienen una protección activa).

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CAPACIDAD O INTENSIDAD NOMINAL Indica el número de Amperios que el fusible puede soportar continuamente sin fundirse y sin que la temperatura de cualquiera de sus partes supere los 60°C.

SOBREINTENSIDAD ADMITIDA Indica el número de Amperios que el fusible tiene que soportar por lo menos durante 30 minutos sin fundirse. En general se considera equivalente a 1,5 veces la intensidad nominal.

INTENSIDAD DE FUSIÓN Indica el número de Amperios que provocan la fusión del fusible en un tiempo determinado. Este valor varía con el tipo de válvula.

Tipos de fusible para automóviles

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DATOS CARACTERÍSTICOS A continuación se indican los datos característicos de los fusibles de tipo A y C.

Tipo de fusible tipo A

tipo C

Intensidad nominal (In) 3A 4A 5A 7,5A 10A 15A 20A 25A 30A 100A 125A 150A 175A

Caída de tensión <200 mV <200 mV <200 mV <150 mV <140 mV <125 mV < 125 mV < 110 mV < 110 mV < 110 mv < 110 mV < 110 mV < 110 mV

Sobrecarga I= 110% In en 100h I=135% In I=200% In I=350% In

Tiempos de actuación (t) ninguna actuación 0,75s < t < 1800s 0,25s < t < 5 s 0,08s < t < 0,5s

I=100% In en 4h I=135% In I=200% In I=350% In I=600% In

ninguna actuación 120s < t < 1800s 1s < t < 15s 0.3s < t < 5s 0,1s < t < 1s

Características técnicas de los fusibles más comunes en automóviles

CABLEADO DE LA INSTALACIÓN El tipo de cable que debe utilizarse en el circuito se determina en función de: Intensidad máxima continuada. Temperatura de funcionamiento continuada y de pico. Capacidad del fusible (si el cable se utiliza para la alimentación). Caída de tensión. Vínculos relacionados con la sección del cable.

ASPECTOS PROBLEMÁTICOS Los cables utilizados en el sector de la automoción deben respetar unas severas características para garantizar su insensibilidad ante el desgaste mecánico, las vibraciones, golpes, flexiones o envejecimiento. Tampoco deben influirles el ataque de agentes contaminantes, disolventes, aceites e hidrocarburos.

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DIMENSIONADO EN FUNCIONAMIENTO CONTINUADO El cable debe elegirse en función de la intensidad máxima continuada determinada por las cargas que actúan al mismo tiempo durante por lo menos un minuto.

PROTECCIÓN CONTRA EL CORTOCIRCUITO El cortocircuito de los cables de masa al positivo es un fenómeno que teóricamente puede suponerse, pero es muy difícil de controlar. Las precauciones adoptadas para proteger en lo posible la instalación son: - Reducir los trazados comunes entre cables positivos y negativos (aumentando el número de masas o seleccionando trazados diversos). - Reducir los puntos críticos de los trazados comunes (aumentando la protección mecánica adicional de los cables de masa). - Uniformar la sección del cable de masa al cable positivo en los trazados comunes. - Evitar utilizar las centralitas para distribuir las masas.

PROTECCIÓN CONTRA LA SOBRECARGA La protección contra la sobrecarga se consigue verificando que para cualquier corriente de avería el fusible intervenga siempre antes de que se altere de forma significativa el aislamiento del cable. La condición de protección contra la sobrecarga depende de la sección del cable y de la calidad del aislante (no de la longitud del cable). De ello se deduce que todos los cables, protegidos por el mismo fusible y con el mismo tipo de camisa aislante deben tener la misma sección. Características de los cables que suelen utilizarse en automoción: Sección mm2

Capacidad fusible antes del cable A

Intensidad máx. continuada A

0,5 0,8 1 1,5 2,5 4 6 10

10 15 15 20 30 40 50 70

6 8 11 14 20 28 37 53

Diámetro hilo de cobre mm 0.9 1,15 1,3 1,6 2,0 2,6 3,2 4,8

Diámetro hilo con camisa mm 2,4 2,8 2,8 3,35 3,8 4,6 5,2 7,1

Resistencia a 20°C Ohmios/km 37,5 23,5 18,3 12,4 7,53 4,68 3,15 1,76

NOTA: Nótese cómo disminuye la resistencia de los cables al aumentar la intensidad máxima continuada a la que pueden estar sometidos.

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DIFERENCIAS Los cables de un vehículo pueden ser de tres tipos: -

Cables de alta tensión. Cables para el arranque. Cables de baja tensión.

Características de un cable de “alta tensión” tradicional para arrancar el motor: Cable completo Diámetro Peso exterior mm kg/m

6,8 – 7 4,8 – 5

0.055 0.033

Conductor de cobre con camisa de cloruro de polivinilo Secc. cuerda

N° hilos elementales

Diámetro hilos elementales mm

mm2

Resist. cuerda a 20°C Ohmios/km

1 1

20 20

19 19

0,25 0,25

Tensión perforac. a 50Hz 25°C kV efic >35 >35

Secciones características de los cables de “arranque y recarga”: Circuito Conexión Motor eléctrico – Batería Arranque Electroimán Precalentadores Generador – Regulador Recarga Generador - Batería

Sección mm2 De 0,8 a 2,5 De 10 a 70 De 6 a 10 De 2,5 a 10 De 0,5 a 1,5

Secciones características de algunos cables de “baja tensión”:

Circuito

Conexión Faros Iluminación Otras luces Batería – Conmutador Accesorios Conmutador – Caja de fusibles Caja de fusibles - Accesorios

Sección mm2 1,5 De 0,8 a 1 De 4 a 10 De 4 a 10 De 0,8 a 2,5

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RED DE POTENCIA Por red de potencia de un vehículo se entiende toda la parte de la instalación relacionada con: - Iluminación interior y exterior. - Dispositivos de accionamiento eléctrico. - Sistemas de puesta en marcha, recarga y refrigeración del motor. Una de las características comunes de esta parte de la instalación es la utilización de la parte metálica del vehículo como punto común de masa. De hecho, para estos elementos la alimentación es casi siempre de 12 Voltios y no tienen problemas de interferencias causadas por el funcionamiento de otros elementos.

FUNCIONAMIENTO Los componentes de la red de potencia tienen fundamentalmente dos modos posibles de funcionamiento. Todos los elementos que sólo tienen dos estados posibles de funcionamiento (encendido-apagado) pueden ser: - Con masa directa y mando en alimentación. - Con alimentación directa y mando en masa. El mando podrá ser gestionado manualmente (interruptores) o por unidades electrónicas (centralitas) mediante telerruptores. Alimentación Telerruptor de mando Fusible de seguridad Mandos del telerruptor

Elemento a activar

Punto de masa Ejemplo de activación con mando en tensión

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Alimentación

Fusible de seguridad

Elemento a activar

Pulsador de activación

Punto de masa Ejemplo de mando a masa

DIFERENCIAS La diferencia fundamental entre los dos tipos de activación reside en el hecho de que los componentes de consumo más alto es mejor que no estén alimentados siempre, y es necesario usar relés. Sin embargo, para los de consumo más bajo es suficiente usar un simple interruptor.

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RED DE SEÑALES CARACTERÍSTICAS La red de señales es la parte de la instalación que se ocupa del control. En la mayor parte de los casos este control está gestionado por unidades electrónicas. Las magnitudes eléctricas que utiliza esta parte de instalación son mucho más pequeñas que las que utiliza la parte de potencia, por lo que resulta impensable utilizar partes comunes de instalación. Los componentes principales de esta red (sensores) están controlados directamente por distintas unidades electrónicas, tanto a nivel de alimentación como a nivel de masa o señal de salida. De hecho, es bastante normal que haya un sensor con conector de tres bornes.

DIFERENCIAS Una de las diferencias fundamentales de esta red respecto a la red de potencia es la gestión de la referencia de tensión (masa). Teniendo en cuenta los problemas sobre los tipos de señales gestionados por esta red, es imposible referir las tensiones de medición de las señales a la masa general del vehículo. Las referencias de tensión de los sensores (masas) serán tratadas directamente por las unidades electrónicas. En caso de que varios sensores tengan un punto de referencia común, éste será gestionado directamente por la centralita que adquiere la señal de dichos sensores. De hecho, no es posible que dos unidades electrónicas distintas reciban señales de sensores que tengan en común el punto de referencia de tensión. En la siguiente figura puede observarse que algunos sensores tienen un punto de referencia común pero están gestionados por la misma unidad electrónica.

Ejemplo de esquema eléctrico de sensores y actuadores

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Esquema de conexión incorrecta de los puntos de masa de los sensores

EJEMPLO En el ejemplo anterior puede observarse cómo el esquema respeta siempre la topografía básica, es decir: -

Entradas (sensores) y mandos en la parte alta. Salidas (actuadores) en la parte baja.

Obsérvese también como los cableados de todos los sensores proceden directamente de la centralita electrónica, como mucho tienen un punto de masa común que siempre está conectado a un pin de la centralita. Sin embargo, los actuadores (por ejemplo los electroinyectores) sólo tienen el cableado de mando en la centralita y un punto de masa común en el vehículo.

TIPOS DE SEÑAL Las unidades electrónicas que están conectadas a esta red utilizan distintos tipos de señales para recibir datos de los sensores y dar órdenes a los actuadores. Una primera diferenciación puede ser la siguiente: -

Señales continuas. Señales alternas.

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Por señales continuas se entienden las señales de tensión o de intensidad que son constantes o varían muy lentamente en el tiempo. Un ejemplo puede ser la señal procedente de un sensor de temperatura que varía su resistencia cuando varía la temperatura. Por señales alternas se entienden las señales que varían más o menos rápidamente en el tiempo. Por ejemplo la señal procedente del sensor de número de revoluciones o la señal de PWM que dirige un motor paso a paso.

CARACTERÍSTICAS COMUNES Las señales que viajan por esta red tienen en común el hecho de ser muy susceptibles a las interferencias del exterior. De hecho, la unidad electrónica que recibe o emite una de estas señales difícilmente puede controlar la ausencia de superposiciones con otras señales no deseadas.

LÓGICAS DE FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA RECEPTORES EXCLUIDOS DURANTE LA PUESTA EN MARCHA Con el fin de disponer, durante la fase de puesta en marcha, de la mayor potencia eléctrica disponible, es necesario excluir los servicios o receptores de mayor consumo y que, funcionalmente, pueden ser interrumpidos: -

Luneta térmica. Espejos térmicos. Ventilación interior. Instalación de limpiaparabrisas/limpialuneta. Encendedor / toma de corriente. Asientos con calefacción. Luces de cruce / luces de carretera.

La exclusión puede efectuarse mediante una conexión a la salida INT/A del conmutador de arranque o mediante un control más complejo. Para ello puede comprobarse si la exclusión ya se contempla en el software de gestión de los sistemas electrónicos.

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ALIMENTACIÓN DIRECTA DE BATERÍA Los siguientes receptores/servicios tienen que ser alimentados directamente por la batería por motivos funcionales o por norma legislativa: -

Luces de los plafones, puertas, maletero. Luces de emergencia. Sirena antirrobo. Luces de estacionamiento (sin llave). Cierre centralizado de las puertas. Reloj. Autorradio. Inmovilizador (immobilizer).

Para los receptores que necesitan energía en stand-by con la llave extraída la suma de los consumos no debe superar los 0,6 mA/Ah de capacidad de la batería. ACTIVACIÓN UNÍVOCA DE LOS RECEPTORES Todos los servicios presentes en la instalación deben tener una lógica de activación correcta y unívoca con el fin de evitar activaciones provocadas por: -

Cualquier mando preparado para otra acción. Un fusible que se funde. Aislamiento de un punto de masa.

Especial atención debe prestarse a los circuitos con activación a masa de dos o más receptores (normalmente bobinas de relés, lámparas de baja potencia). A veces en estos casos es necesario prever mandos con doble contacto o diodos en serie

Alimentación

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EJEMPLO En caso de que se rompiera el fusible F1 con el interruptor I1 cerrado y I2 abierto, se produce el paso no deseado de intensidad indicado en la figura que podría provocar la activación de los receptores U2 y U3.

SOLUCIÓN (A) En caso de rotura del punto de masa central y de interruptor I1 abierto e I2 cerrado, la intensidad pasa tal como se indica en la figura.

SOLUCIÓN (B) La solución con el interruptor I1 con doble contacto resuelve el problema pero es muy costosa.

SOLUCIÓN (C) Otra solución es utilizar los diodos como control del sentido de la intensidad. NOTA: Durante los procedimientos de reparación y sustitución de cableados y/o conectores de la instalación eléctrica, tiene que prestarse mucha atención para evitar los casos anómalos expuestos que podrían provocar comportamientos difícilmente diagnosticables de la instalación.

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TÉCNICA DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS MODERNAS CON REDES CAN Como se ha podido observar, las instalaciones eléctricas tradicionales de los automóviles necesitan una red de cableados muy compleja. Con la evolución de los vehículos y de los sistemas de a bordo esta red de cables ha alcanzado el límite desde múltiples puntos de vista: -

Problemas de peso. Problemas de espacio ocupado por el paso de grandes haces de cables. Problemas de localización de averías.

Todo esto estaba limitando el desarrollo de sistemas más avanzados y complejos.

SOLUCIÓN MULTIPLEX Una de las técnicas modernas que pretende simplificar el cableado de una instalación es la utilización de sistemas MULTIPLEX. Con un sistema MULTIPLEX se supera en gran parte el problema del número de conductores ya que muchas de las funciones de la instalación comparten los mismos conductores físicos.

DESVENTAJAS Naturalmente, la reducción de cables va en detrimento de la complejidad electrónica del esquema. De hecho, con esta técnica aumenta el número de centralitas y resulta muy difícil la lectura funcional de los esquemas. Efectivamente, no es raro encontrar centralitas electrónicas que realizan funciones muy distintas entre ellas. Por ejemplo el “Nodo Electrónico Posterior” (NEP) se ocupa de los pilotos pero también del nivel de combustible, y el “Nodo Electrónico Anterior” (NEA) se ocupa de los faros y de los sensores de temperatura.

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Comparación funcional entre una instalación tradicional y una instalación con red CAN

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VENTAJAS Además de la enorme reducción de los cableados necesarios, otra importante ventaja de este sistema es la reducción de potencia eléctrica esparcida en muchos conductores. De hecho, con el sistema Multiplex las centralitas están muy cerca de los receptores (por ejemplo de las lámparas), por lo que alimentando una sola centralita se pueden hacer funcionar muchas cargas.

Extracto de esquema eléctrico de la red CAN del Alfa 147

COMPONENTES Cód. Denominación comp. B02 Centralita de derivación bajo el salpicadero B99 Caja de maxifusibles en la batería D01 D08 D20 D30 D31 D97 E50

Conexión anterior/salpicadero Conexión anterior/aire acondic. – calefactor Conexión salpicadero/posterior Conexión posterior/puerta del. lado cond. Conexión posterior/puerta del. lado pasajero Conexión cortocircuitante Tablero de instrumentos

Refer. al conjunto 5505A

H01

5530B

H44

K58

Conmutador de 5520A arranque Grupo mandos 7005M elevalunas en la puerta del. lado conductor Sensor de giro 3350E

M01

Body Computer

5505A

M10

Centralita de control motor Centralita ABS

1056B

M50 M54

5560B

M70 P20

3340A

Centralita cambio 2127E “Selespeed” Centralita climatización 5040D Autorradio

Lista de componentes del esquema eléctrico

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VERIFICACIONES ELEMENTALES DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA VERIFICACIONES DE CONTINUIDAD La verificación más elemental para comprobar el funcionamiento correcto de una red eléctrica es controlar la continuidad eléctrica de sus conductores. Evidentemente, la instalación real del vehículo no se presenta como en el papel, por lo que para controlar una conexión de la que se sospeche un mal funcionamiento, primero es necesario estudiar la posición de los cableados.

VERIFICACIONES DE TENSIÓN E INTENSIDAD Para efectuar las verificaciones de tensión e intensidad es necesario conocer el funcionamiento correcto de las distintas partes de la instalación.

VERIFICACIONES DE CORTOCIRCUITO El cortocircuito suele ser la principal causa de averías en una instalación eléctrica. A pesar de que casi todos los componentes de la instalación eléctrica están protegidos por fusibles, a veces eso no basta para identificar el origen del problema.

VERIFICACIÓN DE COMPONENTES (LÁMPARAS, FUSIBLES, ETC.) Los componentes de la instalación eléctrica, cuando son pasivos pueden verificarse fuera de la instalación. Por ejemplo las lámparas o los telerruptores. Sin embargo, cuando hay un elemento activo como un sensor de efecto Hall o un motor eléctrico paso a paso dirigido en PWM, esta verificación sólo puede efectuarse dejándolo en la instalación.

APLICACIONES Incluimos como ejemplo la ejecución de una verificación de continuidad en una instalación y las normas FIAT para las mediciones de consumo y cortocircuito.

VERIFICACIONES DE CONTINUIDAD EN LA INST. DE ELEVALUNAS DELANTEROS Se considera, como ejemplo, el esquema eléctrico de los elevalunas delanteros montados en el Alfa 156. En primer lugar es necesario conocer el esquema eléctrico y la ubicación de los componentes en el vehículo.

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COMPONENTES Código Denominación componente B01 Centralita de derivación B05 Caja de MAXIFUSIBLES-1 B10 Fusible de alimentación bajo llave B98 Caja de fusibles auxiliar B99 Caja de maxifusibles en la batería C20 Masa salpicadero lado pasajero D06 Conexión anterior / posterior D20 Conexión salpicadero / posterior D30 Conexión posterior / puerta delantera izquierda D31 Conexión posterior / puerta delantera derecha H01 Conmutador de arranque H40 Interruptor elevalunas del. lado conductor en la puerta del. lado conductor H41 Interruptor elevalunas del. lado pasajero en la puerta del. lado conductor H50 Interruptor elevalunas en la puerta delantera lado pasajero M40 Centralita de los servicios integrados N60 Motor elevalunas delantero izquierdo N61 Motor elevalunas delantero derecho

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Referencia al conjunto 5505A 5505A 5505A 5520A 7005M 7005M 7005M 5505A 7005M 7005M

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CONTROL Supongamos que se desea controlar la continuidad eléctrica de los cables que conectan la centralita electrónica (M40) con el pulsador de mando de la luna izquierda ubicado en la puerta del conductor.

COMPONENTES AFECTADOS -

Conector A de la centralita M40. Conexión D30. Conectores de los pulsadores en la puerta

Detalle de los cableados que se desean controlar

Conector A de la centralita de servicios integrados M40

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Conector D30 (lado centralita M40)

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Conector D30 (lado pulsadores y motor eléctrico)

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CONTROL Después de ver los componentes afectados se puede efectuar el control de la continuidad eléctrica de los cableados utilizando un multímetro configurado para medir la continuidad. Los pin en los que efectuar la prueba se identifican de inmediato en las representaciones de los conectores de las páginas anteriores.

VERIFICACIONES DE CONSUMO ESPECIFICACIONES A continuación se indican algunos valores de consumo previstos por la normativa FIAT para el vehículo 936 (Alfa 166). ELEMENTO Consumo en vacío Plafón delantero derecho Plafón delantero izquierdo Total luces cortesía puerta delantera izda. Total luces cortesía puerta delantera dcha., puertas tras. izda. y dcha. Luces de cruce (halógenas) Luces de cruce (a descarga de gas) Luces de carretera (respecto a las de cruce) Faros antiniebla Pilotos retroniebla

ELEMENTO Luces de frenos + 3ª luz de freno Luces de marcha atrás Ventilador habitáculo Intermitentes (para cada lado) Techo eléctrico Desplazamiento de los asientos izdo. y dcho. sólo hacia delante

Intensidad (A) Mín. Máx. 0 0,6 mA/Ah 0,4 1,1 0,4 1,1 2 5 1 6 7 5 7 7 2,4

11 9 11 11 5

Intensidad (A) Mín. Máx. 4,5 6,5 2,4 5 14 34 2 4,2 1 5 1 10

NOTA: Estos valores pueden utilizarse para controlar la instalación eléctrica desde el punto de vista del cableado y para diagnosticar pérdidas de intensidad debidas por ejemplo a puntos de masa no perfectamente eficientes.

ATENCIÓN: Los controles de consumo deben efectuarse después de comprobar que los receptores que forman parte del subsistema analizado estén en perfecto estado.

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PROCEDIMIENTO El procedimiento correcto para controlar el consumo debe seguir el mismo camino que el de verificación de la continuidad eléctrica que ya se ha explicado, es decir: -

Identificación del subsistema. Búsqueda del esquema eléctrico funcional y del esquema de montaje. Identificación de los cableados y conectores implicados. Búsqueda de las fichas en los manuales correspondientes. Ejecución de la prueba.

MEDICIÓN DEL CONSUMO (NORMA) El consumo de las cargas eléctricas presentes en el vehículo es definido por los siguientes parámetros eléctricos: - Intensidad total consumida en vacío: ·

Se mide con todos los receptores desactivados.

- Intensidad máxima consumida: ·

Se mide con todos los receptores dependientes del mismo fusible activados al mismo tiempo.

- Intensidad consumida por un receptor: ·

Se mide con un solo receptor activado.

VERIFICACIONES DE CORTOCIRCUITO MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO (NORMA) Para verificar la presencia de un cortocircuito hay que suponer dos condiciones distintas: 1) Cortocircuito en los terminales del receptor (en caso de anomalía entre cable de alimentación y cable de masa cerca del conector). 2) Cortocircuito a masa carrocería (en caso de contacto entre cable de alimentación y masa carrocería).

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En el primer caso el fusible asegura una protección adecuada del cableado. En el segundo caso también podría suceder que el fusible no intervenga en tiempo útil para proteger el cableado (punto de cortocircuito demasiado cercano al fusible). NOTA: En el caso mencionado de cortocircuito demasiado cercano al fusible, el cable podría dañarse porque la protección podría no intervenir en tiempo útil. En estos casos es totalmente incorrecto sustituir el cable por otro con una sección mayor o montar un fusible con un valor de intensidad nominal inferior para no comprometer la protección correcta de otras partes de la instalación.

INTERVENCIONES DE REPARACIÓN EN LA INSTALACIÓN NOTA: En caso de intervenciones de reparación de la avería en la instalación eléctrica, antes de intervenir debe comprobarse que se cumplan todas las normas de seguridad para la protección del personal y de la instalación. En caso de intervenciones en las que deban sustituirse partes de cableado y/o conectores, deben consultarse siempre los manuales de asistencia técnica para lo que se refiere a:

- Dimensiones de los cables con relación a las cargas de intensidad. - Características especiales de aislamiento de los cables para condiciones ambientales específicas de funcionamiento. - Tipo de conectores con relación a la función desarrollada. - Etc.

ASPECTOS PROBLEMÁTICOS En cualquier caso, tiene que evitarse la sustitución de cables y/o conectores por otros de distintas especificaciones porque las protecciones utilizadas están dimensionadas en función de los cables.

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Instalacion Electrica en Automovil

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