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domingo, 28 de junio de 2009

Parte III, El Cableado.

Parte III, El Cableado.




Para empezar, definamos ¿qué es un cable?. Muy simple, es todo aquel medio, compuesto en su núcleo por algún buen conductor eléctrico (ejemplo, Cobre, Aluminio, etc...) y siempre está aislado del exterior por medio de un material no conductivo, como por ejemplo el plástico o PVC.

Tarea de los cables.


Muy sencillo: Conducir electricidad.


Las premisas eléctricas elementales.


1-
No altere nunca el sistema eléctrico de la motocicleta.

2-
En una motocicleta por el tipo de electricidad que se usa, siempre habrá un cable positivo y uno negativo, conocido muchas veces como "MASA o Tierra/Ground en ingles". ¿OK?.

3-
Mientras menos resistencia ofrezca el material conductor al paso de los electrones mejor calidad tendrá el cable y esto. Además, ésto está íntimamente relacionado respecto a que la calidad de un buen producto conductor, vendrá determinada por el tipo y calidad de la bobina de cobre que use el fabricante, existen niveles de calidad en ésto, pero no nos meteremos a nadar a lo hondo.


Teniendo conciencia.


La mayoría de nosotros casi nunca por no decir que jamás recuerdan o tienen conciencia de ésta parte tan esencial de nuestras muy favoritas máquinas, además que por cierto, es una de las partes más vulnerables y complejas de una motocicleta. Una práctica muy común es que muchas personas inescrupulosas, sin la debida o ninguna formación técnica "violan", afectan, alteran, modifican, cortan y unen (empatan) de manera alegre y despreocupada, a la ligera, como que si al modificar esto u aquello de manera casi ludica no traerá consecuencias negativas, con tal, cable es cable y todos son iguales, graso error, nunca simplemente, nunca subestimes los lados oscuros de una motocicleta y ésta es una de esas zonas tenebrosas, tétricas, para mi hacer esto es una supina irresponsabilidad, que siempre termina ocasionando resultados adversos a los que se esperaban en un principio, trayendo lógicamente como consecuencia, los indeseados resultados negativos, sin mencionar la pérdida de dinero que costará reparar todo lo que se estropeó, más el tiempo sin tú amada dos ruedas y como siempre, la paz mental totalmente disminuida por preocupaciones en pensar ¿cómo salgo ahora de este embrollo?.


¿entonces, qué vienen a ser los cables y cuál es su papel en la moto?


Si hacemos una analogía de que son los cables y que papel realizan en una motocicleta le diré, para mi vienen siendo los nervios del cuerpo humano, (ver foto c), ésta red "neurálgica de nervios" se encarga de distribuir toda la electricidad, repartir y recibir señales de sensado, pulsos, registros, etc... a todos los vitales sub-sistemas eléctricos de la moto, desde el mas simple bombillito o bulbo hasta el módulo computarizado mas avanzado de diseño electrónico/digital, todos, absolutamente todos éstos dependen de manera directa de los nervios, perdón, perdón, el cableado y así permiten otorgarle vida a nuestras amadas motocicletas.
Como nota extra les puedo mencionar que casi siempre el chasis de la motocicleta hace de polo negativo, tierra o masa, de ahí que muchos cables negativos van a parar a "descargar" al mismo fuertemente atornillados, (en las motos Honda los cables verdes son tierra y siempre terminan tarde o temprano, casados con el chasis ) pero OJO, no siempre esto fue así, en algunas motocicletas antiguas sobre todo las Inglesas, la polaridad venía invertida, el chasis era ¡¡¡"POSITIVO!!!!, se podrán imaginar lo complicado que esto resultaba a la hora de investigar cualquier problemita de índole eléctrico y ni pensar en un corto circuito, ah que tiempos, pero menos mal que cambiaron eso.


Tipos de cables usados en las motocicletas.


Existen muchos tipos, los hay monofilares (un solo hilo conductor) o multifilares (varios hilos conductores internos), los hay, flexibles, rígidos, gruesos y delgados, pero eso sí, su diámetro dependerá de manera directamente proporcional a la cantidad de corriente que deben transportar, cuando me refiero a su diámetro quiero decir a la sección de conductores internos, si bien he visto, como algunos modelos de motos y de marcas reconocidas, traen en sectores críticos cables muy delgados de diámetro, viendo como por ejemplo con el uso diario, los mismos se empiezan a derretir y deformar hasta que se unen y se crea un gran problema, es común ver esto créanme, supongo que será por ahorrarse algo de dinero en la manufactura.

Foto C.- Una instalación eléctrica completa de una motocicleta.


¿De que están fabricados los cables?

En la parte encargada conductiva, todos son hechos con los mas afamados, exquisitos materiales de la tabla periódica, como por ejemplo el muy extendido e inolvidable rosado cobre "Cu", (ver foto a), ya que éste es un excelente conductor que ofrece baja resistencia siendo el favorito indiscutible, o el mas barato aluminio "Al" (ver foto b), también pueden ser fabricados de aleaciones mas económicas y por supuesto inferior calidad.
En la parte aislante, se usa el muy extendido plástico, o cualquier otro derivado químico familiar a éste como el PVC, si recuerdo, que los cables antiguos los recubrían con una especie de fibras textiles, algo como una tela, como anécdota jocosa les cuento, tengo un ventilador de la segunda guerra mundial, de esos típicos de las películas de guerra B&W, el mismo tiene los cables aislados de esa forma y el condenado es muy divertido a la hora de encender, mete unos corrientazos de antología, casa de herrero, cuchillo de palo. Una sugerencia. Si vas a meterte a brujo y no tienes el conocimiento técnico que te califique de manera adecuada, no lo intentes así, lo mejor, será llevarla a alguien que si lo esté, si tú deseo es aprender, excelente, bienvenido, pero usa la cabeza, la lógica y entonces realiza un cursillo de electricidad, antes de tocar está mala hierba.

Foto A.- Cobre puro.


Foto B.- Lingotes de aluminio apilados.



Las Medidas AWG, SGW , entre otras.


Existen varios standards para medir y catalogar los diferentes calibres y diámetro de los conductores, quizás la más conocida para nosotros es una que hemos oído mucho, llamada "AWG" esto es el acronismo de (American Gauge Wire), leí por allí que también se le conoce como "BS
" (Brown & Sharp wire gauge), yo no tenía ni un ápice de idea que le llamaban también así.

Los cables bajo la denominación AWG, ver tabla mas abajo, medirán el grosor de su sección en función a que a mayor número AWG menor sección, es decir, un cable AWG-8 será mas grueso que uno AWG-20 y por supuesto, cada medida diferente, tendrá sus
propias características conductivas y de resistencia. Tabla de las medidas de los cables AWG.



Existen también otras denominaciones, una de ellas es "SWG" que significa
(Imperial Standard Wire Gauge) usan la pulgada como medida, pero mejor eso se lo dejamos al Reino Unido.

Otras denominaciones, menos comunes.

CSA "Cross Section Area", medida en mm2.
CM "Circular Mil" medida en milésimas de pulgadas.

domingo, 31 de mayo de 2009

El Módulo Regulador-Rectificador, Parte II.

El Módulo Regulador-Rectificador, Parte II.

Para todo aquel amante, conocedor, dueño, piloto y aficionado al fascinante mundo de las motos, hay un hecho innegable, tangible y muy sólido que no es otro que la cada vez mas marcada evolución tecnológica a la cual año tras año podemos ver en las motocicletas modernas, si analizamos detalladamente, nos daremos cuenta que el sistema eléctrico no está excluido ni es la excepción a estas tendencias vanguardistas.

Podemos notar de manera evidente como una motocicleta actual trae de serie, una cantidad de elementos eléctrico-electrónicos que cada vez son mas complejos, exigentes, delicados y demandantes de un suministro eléctrico confiable, que sea estable con alta calidad y es justo aquí donde entra en juego esa pequeñita cajita gris, negra, que a veces es aleada y que cuando falla puede ser el dolor de cabeza de muchos dueños y mecánicos.

Al ser el generador del tipo alternador, mas eficiente que el dinamo, sea monofásico o trifásico, es la elección por excelencia de la mayoría de los ingenieros en las fábricas, debido a su naturaleza diseño y construcción, un alternador genera corriente del tipo AC, es decir, la misma alterna (a esto se le puede medir y se le llama frecuencia y su unidad de medida es el Herzios Hz) entre la fuente y el dispositivo de consumo, además también invierte su polaridad un número de veces proporcional al régimen del motor, haciendo incompatible, impensable la recarga hacia una batería o acumulador, ya que éstas son diseñadas para la corriente del tipo DC directa, donde la polaridad siempre es la misma.


¿Cómo trabaja el rectificador?.


Por tal motivo, lo primero que se debe hacer es pasar la corriente del tipo AC (alterna) al tipo DC (directa) para que pueda ser aprovechada para recargar la batería y utilizada por los demás componentes eléctrico-electrónicos de la motocicleta, a ésta operación se le denomina "Rectificación" y es realizada por un semi-conductor, un bichito pequeñito llamado "Diodo", el mismo es hecho principalmente de Germanio u Silicio, (elementos de la tabla periódica), este pequeñito amigo, tiene la propiedad de cuando se polariza deja pasar la corriente en un solo sentido (de ánodo a cátodo), pero en sentido inverso no, logrando la anulación del cambio de posición de una onda sinusoidal, ya no me meteré mas en temas profundos de física, los diodos se colocan o agrupan de una manera peculiar, especial para rectificar la corriente la cual normalmente es llamada puente rectificador o placa de diodos aquí en Venezuela, le decimos diodera.

Muy bien, ya tenemos la corriente rectificada pero aún no está lista, preparada para ser usada por el sistema eléctrico de la motocicleta y esto es debido a que hay que regularla, ya que la tensión de corriente inducida será directamente proporcional a la variación del flujo magnético en la unidad de tiempo, esto muy resumidamente significa, que a mayor régimen de revoluciones del motor, mayor tensión de corriente se inducirá y si no se hace algo para regular estos excesos a un nivel seguro obtendremos sus efectos nocivos inmediatamente, quemando todo lo que se consigue a su paso, recuerden que un alternador típico de motocicleta tiene una tensión alrededor de los 50 V AC o incluso mas.

¿Cómo trabaja un regulador?.

Existen dos maneras de regular el exceso de tensión, una es diseñando el alternador para que produzca mas potencia en regímenes moderados de revoluciones y en los elevados se disipe vía un tiristor SCR que cortocircuita a masa el exceso, (lo único malo de cortocircuitar a masa el exceso de tensión es que el rendimiento se ve tumultuosamente afectado), la otra manera es, en los alternadores que usan electroimán, se puede regular o administrar la excitación de los mismos en función de las necesidades de carga, logrando un desempeño óptimo en todo momento adecuado a las necesidades de consumo, estos últimos son los mas apropiados cuando dichas necesidades son de tasa alta y cuando hay variaciones muy frecuentes, este tipo de regulación se puede encontrar en motocicletas de alta cilindrada, con complejos sistemas eléctricos como por ejemplo la Honda Goldwing 1800, la CBR BlackBird XX 1100 o la mas sencilla Honda CB1000.

Por lo pronto dejamos este interesante tema hasta aquí, espero sea del agrado y utilidad de todos Uds.en la próxima entrega les hablaré de los diferentes tipos de reguladores.

Aquí les coloco algunas fotos de los diferentes módulos reguladores-rectificadores que usan algunas motocicletas.

Regulador-rectificador con conector incluido.


Muestra de la gran variedad de estos módulos, los hay con cables y sin ellos, grandes y pequeños.


Otro ejemplo de estos módulos, este trae cables y es para trabajar con el campo del electroimán ajustable, como el típico alternador.


Reverso del módulo anterior donde se muestra claramente la resina que protege los componentes internos del mismo, si son detallistas, se pueden ver unas pequeñas grietas en la resina, signo inequívoco de que este módulo paso a mejor vida.



Otro espécimen visto por la parte posterior, se aprecia la resina con que protegen a la unidad, también sospecho que es para mantener en secreto como lo fabrican y evitemos copiarlos.


En las motos mas antiguas, el modulo del regulador venía parte del rectificador, por ejemplo, en la Honda GoldWing GL1000 de 1975 -1978 o la Honda CB750Four, les dejo unas muestras de esto.

Rectificador de una Honda CB750 Four del año 1971.


Otro ángulo donde se aprecia la parte interna de este rectificador antiguo.


Este espécimen, es el módulo regulador de una Honda CB750Four del año 1971.


Siendo un poco mas curiosos, abrimos dicho regulador antiguo, para ver, que el mismo es simplemente un relay, cuando se inducía mucha electricidad el mismo se abría desconectando el exceso a masa.

domingo, 24 de mayo de 2009

El Sistema de recarga de la motocicleta, parte I.

Pensando en que muchos no sabemos como opera el sistema de recarga de las motos, tomo la iniciativa de comenzar por explicar las definiciones y conceptos básicos, explicar su teoría de operación y mitigar algunas leyendas al respecto.

El Sistema de recarga de la motocicleta, parte I.

El sistema de recarga de una motocicleta, tiene la finalidad de generar, regular, rectificar y recargar la batería de una moto, así como también la no menos despreciable tarea de suministrar toda la electricidad a los otros componentes eléctricos-electrónicos, que requiere la motocicleta para su correcto funcionamiento, hallamos básicamente en el sistema de recarga los siguientes componentes:

1-Generador, tipos y diferencias.
2-Módulo regulador-rectificador.
3-Cableado.
4-Batería.
5-Fusibles.

1-El generador.

Es el dispositivo que se encarga per se, de producir o generar toda la electricidad que va a requerir la motocicleta para su debida operación, éste artilugio trabaja convirtiendo la energía cinética del cigüeñal (Movimiento) en energía eléctrica, esto se aprecia con claridad en el primer enunciado de la ley de la conservación de la energía o primer principio de la termodinámica, pero no ahondaremos en estos temas tan profundos.

Tipos de generadores:

Las motocicletas pueden traer dos tipos de generadores muy bien diferenciados, estos son: los dinamos y los alternadores, los primeros eran muy comunes y eran empleados en las primeras motos digamos que hasta mediados la década de los 70's aproximadamente, pero con la rápida evolución de las motos mas los sistemas eléctricos con requerimientos de consumo cada vez mas elevados comenzaron a aparecer los alternadores, éstos son usados cada vez más en las motocicletas modernas al punto que hoy en día, me atrevo a decir que casi no hay motos con dinamos, mas abajo coloco algunas fotos de diferentes tipos de generadores.

Algunas fotos de diferentes tipos de generadores empleados en las motocicletas.

Dinamo antiguo de la marca Bosch.


Muestra de un dinamo Harley & Davidson.


Mucho mas moderno alternador de una Honda CG125, se aprecia claramente el Fly wheel y el estator.


Foto de un estator moderno de un generador del tipo alternador.


Otros tipos de estatores, como verán los hay de muchos diseños diferentes.



¿Por qué el alternador desplazó al dinamo?

El dinamo fue ampliamente usado en las primeras motocicletas hasta aproximadamente la década de los 60's, siendo desplazado por el alternador, ya que con el descubrimiento y mejoras del puente rectificador, se hizo obvio que el desempeño de este último era muy superior a su par mas antiguo, las razones no son muy difíciles de averiguar, la principal es que el dinamo es bastante ineficiente en generar electricidad a bajas revoluciones y si a eso le sumamos que gracias al aumento poblacional, el tráfico que presentan nuestras ciudades actualmente se ha incrementado exponencialmente, se pueden ir dando una idea de lo que pasaría con la carga de la batería.

Otra variable de peso que hay que tomar en cuenta, es la incapacidad del dinamo de mantener con eficiencia la generación de electricidad de los cada vez mas complejos "voraces de consumo" sistemas eléctricos de nuestras motocicletas actuales, no es lo mismo los requerimientos de consumo de una Triumph Speed Twin de 1937 a una Honda Goldwing 2004 con todos sus pericuetos y juguetitos traga amperes.

Diferencias entre dinamo y el alternador.

1-El dinamo genera electricidad del tipo DC (directa) y un alternador lo hace del tipo AC (alterna).

2-Un dinamo puede generar energía mecánica consumiendo electricidad, es decir, lo opuesto a generar electricidad, lo que lo hace un dispositivo reversible y que puede actuar tanto de generador como de motor eléctrico, cuando éste aparato se emplea de las dos formas recibe el nombre de Dinamotor, un alternador no es reversible, solo está diseñado para generar electricidad.

3-A bajas revoluciones un dinamo tiene un bajo desempeño de inducir electricidad
, como por ejemplo, en ralentí o en condiciones de tráfico pesado como las presentes en nuestras atestadas ciudades, habrá indudablemente problemas con la recarga de la batería, un alternador no presenta este problema a bajas revoluciones ya que es mucho mas eficiente y en general tiene un mayor desempeño a cualquier régimen de revoluciones, inclusive se puede modificar "on the road" el campo electromagnético autoinducido (en los diseñados especialmente para esto) mejorando sus prestancias en todo y cada momento que se necesite.

4-Un dinamo no necesita rectificar la corriente que induce ya que la misma es del tipo DC, un alternador si necesita rectificar la corriente de AC para DC para que pueda recargar la batería, ambos dispositivos usan reguladores.

5-El alternador es mas caro de producir versus un dinamo, pero el primero es mas duradero y casi no requiere de mantenimiento, el dinamo precisa de mayor mantenimiento ya que la vida útil de sus componentes como las escobillas, colector, carbones, se desgastan a tasas mas elevadas.

6-Para Peso x potencia equiparables, un alternador de 4 Kgr. será mas potente que un dinamo de 6 Kgr.

Espero les haya gustado y les sea de utilidad, fin de ésta parte, en la próxima les hablaré de los reguladores y rectificadores.