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Electricidad Básica, Electrónica y Mecánica aplicada a tu Automóvil

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Cuadro de Instrumentos

ene - 14 - 2010
Julio Cesar

Normalmente los dispositivos de control se agrupan en el cuadro de instrumentos, que va situado en el tablero del vehículo, para que el conductor tenga la correspondiente información con un simple golpe de vista, sin que distraiga su atención de la conducción.
Todos los sistemas toman la forma de indicadores de aguja, lámparas testigo o avisadores acústicos, dependiendo del tipo de control que se realice.

El cuadro de instrumentos agrupa el velocímetro, cuentarrevoluciones, indicador de combustible , indicador de temperatura de agua del motor. Además se dispone una serie de lámparas testigo el cuadro, de entre las que podemos destacar las de carga, presión de aceite, intermitencia, luz de carretera, etc.

 

El conjunto de estos indicadores va alojado en la carcasa cubierto por una tapa. En la parte posterior de la carcasa se disponen los conectores y los alojamientos de las bombillas o testigos, que van unidos a una placa de circuito impreso, al cual se conecta la instalación. Aunque los indicadores poseen circuitos independientes entre si, se aprovechan las tomas de corriente y de masa que les son comunes y se reúnen en un solo bloque, agrupando un conjunto de avisadores del funcionamiento de los más diversos sistemas.


El esquema eléctrico que se encuentra alojado en el interior del cuadro de instrumentos seria el de la siguiente figura.

 

INDICADOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE

Este indicador se emplea para conocer en todo momento la cantidad de combustible que hay en el depósito del vehículo. Para ello se dispone de dos elementos, de los cuales uno se coloca en el cuadro de instrumentos a la vista del conductor y el otro en el depósito de combustible. El del cuadro de instrumentos lo constituye una escala graduada por la que se desplaza una aguja que indica la cantidad de combustible que hay en el depósito con respeto al lleno total. Como complemento es necesario que en el depósito se sitúe un reóstato mandado por un flotador, cuya posición depende del nivel alcanzado por el combustible y por la cantidad de este.

Esquema del circuito

El conjunto esta formado básicamente por un elemento de control visual o reloj indicador (1), montado en el cuadro de instrumentos y un dispositivo (2) de accionamiento que recibe el nombre de “aforador”, formado por una resistencia variable y que se encuentra instalado en el depósito de combustible.

 

El dispositivo de control visual (figura inferior) esta constituido por un circuito electromagnético con dos bobinas (B1 y B2), entre las cuales se mueve una armadura móvil (1) que lleva unida la aguja indicadora de nivel (2), la cual se desplaza por una esfera graduada en zonas de llenado (4/4 – 3/4 – etc.)

 

En el circuito de la figura inferior cuando el interruptor de encendido (1) esta abierto, no circula corriente por el circuito, manteniendose la armadura (3) en su posición de reposo, con la aguja (4) en el cero de la escala (5), por la acción de un ligero resorte en espiral (6). Al cerrar el interruptor (1), si el depósito (7) esta vacio, el flotador (8) estará en su posición mas baja, teniendo cursor (9) desplazado, de forma que intercala la mínima resistencia (R) en el circuito. En esta posición, la corriente procedente de la batería (2) pasa por el arrollamiento de la bobina (B1) y seguirá el camino directo a masa a través del aforador (10), no pasando por la bobina (B2), con lo cual la armadura (3) estará solamente sometida al campo magnético de la bobina (B1), situando la aguja en el cero de la escala (5).
Cuando el depósito (7) está lleno, el flotador (8) hace desplazar hacia la derecha la palanca del cursor (9) sobre la resistencia (R) del aforador, introduciendo en el circuito de la bobina (B1) la máxima resistencia (R); así la corriente que recorre el arrollamiento de la bobina (B1) se deriva en su mayor parte por la bobina (B2), creando en la misma un fuerte campo magnético que atrae hacia ella la armadura (3), y desplazando por tanto la aguja (4) hacia la posición de máximo llenado del depósito.
En posiciones intermedias de la resistencia variable del aforador, la corriente se va compensando en ambas bobinas, cuyos campos magnéticos mantienen la armadura en una posición intermedia, según la fuerza de atracción de cada bobina, que será mayor o menor según la posición del cursor sobre la resistencia en función del nivel que alcance el liquido en el depósito.

 

El circuito incluye un indicador luminoso de “reserva” (11) de combustible, de forma que, cuando la palanca del aforador esté en su posición de vacío, el depósito mantiene una cantidad en reserva, y el desplazamiento de la armadura cierra un contacto de laminas (12) que pone en circuito un indicador luminoso de control de reserva de combustible.

Actualmente se utilizan sensores de nivel de combustible mas modernos aunque su base de funcionamiento sigue siendo la misma

Indicadores de temperatura del agua de refrigerante

Este indicador tiene la función de informar al conductor de la temperatura del motor. Esta constituido generalmente por una termorresistencia instalada en la cámara de agua del motor y un reloj indicador colocado en el cuadro de instrumentos del vehículo, el cual lleva su escala dividida en tres zonas de calor, cambiando de unos a otros en la forma de la escala, algunos indican la temperatura con una escala de colores y otro mediante números que expresan grados de calor.
Según el tipo de reloj indicador empleado, su funcionamiento puede ser por lámina bimetal o por un circuito electromagnético.

Color Estado del motor:
Temperatura

Blanco – Frío – 30 a 70 ºC
Verde – Normal – 70 a 85 ºC
Rojo – Caliente – 85 a 110 ºC

Circuito con funcionamiento por bimetal

En estos circuitos, el indicador óptico de temperatura (1) está formado por un bimetal (2) alimentado por una resistencia (R1) en serie con la termorresistencia (R2) instalada en el circuito de refrigeración del motor, la cual a circuito abierto mantiene la aguja indicadora (3) en la zona fría (blanca) de la escala.

 

Cuando se cierra el interruptor de encendido (4), se ve en la figura inferior, la corriente que pasa por las resistencias (R1) y (R2) es muy pequeña, con lo cual el calentamiento del bimetal (2) es insuficiente para desplazar la aguja (3) sobre la escala; pero, al ir aumentando la temperatura del agua de refrigeración, la termorresistencia (R2) se va haciendo mas conductora (menor resistencia), con lo cual la intensidad de corriente que circula por el bimetal del indicador va siendo mayor, aumentando la temperatura en el mismo y produciendo con su curvamiento el desplazamiento de la aguja sobre la escala de una forma creciente, manteniendose generalmente en la zona verde o de temperatura normal de funcionamiento del motor.
Si el motor se calienta por encima de los 85 ºC de temperatura del agua, la termorresistencia se hace casi conductora, con lo cual la corriente en el circuito aumenta, produciendo mayor desplazamiento del bimetal que arrastra la aguja hacia la zona roja o de peligro.

 

Circuito de funcionamiento electromagnético

En este sistema, el indicador de temperatura (1) esta formado por dos electroimanes cuyas bobinas (B1) y (B2) están conectadas, una a corriente y masa, y la otra en serie, con la termorresistencia (R2) situada en el circuito de refrigeración del motor. Entre estas bobinas va situada una armadura móvil (2) con la aguja del indicador (3).
Al cerrar el circuito por medio del interruptor (4), la corriente que recorre, procedente de la batería (5), la bobina (B1) es mayor que la corriente que circula por la bobina (B2), por estar ésta en serie con la termorresistencia; por tanto, al ser mas fuerte el campo magnético de la bobina (B1), atraerá con más fuerza la armadura móvil (2) hacia su campo, con lo cual la aguja (3) se mantiene en la zona fría de la escala.
Al ir calentándose el agua del motor, la termorresistencia (R2), variable con la temperatura, se va haciendo mas conductora, aumentando la corriente en la bobina (B2), con lo cual el campo magnético atrae a la armadura móvil y desplaza la aguja sobre la escala, cuya posición en la misma estará en función de la mayor o menor atracción de los campos magnéticos formados en las bobinas.
Cuando la temperatura del agua se eleva por encima de los 85 ºC, la termorresistencia se hace casi conductora; de este modo la corriente que atraviesa la bobina (B2) que se hace mayor que en (B1), y al ser mayor su campo magnético, atraerá hacia ella la armadura, desplazándose la aguja hacia la zona roja o de peligro.

 

Indicadores de presión de aceite

Este circuito controla el buen funcionamiento del circuito de engrase en el motor y esta formado por un interruptor situado en el bloque motor, roscado en un alojamiento provisto para el mismo que lo comunica con la canalización principal de engrase, el cual, debido a la presión de aceite, cierra el circuito a un indicador visual instalado en el cuadro de instrumentos.
Según los elementos empleados en este circuito, pueden ser de varios tipos:

Indicador de presión eléctrico

En este circuito, el interruptor de presión instalado en el bloque motor está formado por un casquillo metálico, por donde entra la presión de aceite procedente de la canalización general de engrase, presionando sobre una membrana elástica (2) que separa el interior de la cámara de accionamiento, la cual lleva incorporado el contacto fijo de masa (8). El otro contacto (9) de cierre del circuito va montado sobre un bimetal (3) con una resistencia (R1) conectada al borne de conexión del circuito exterior de corriente (4), aislado de masa.
El reloj indicador (10) de funcionamiento eléctrico está constituido por una caja metálica (11) en la cual se aloja otro bimetal (5) con la resistencia (R2), unido a la aguja (12) indicadora de presión, que se desplaza por una escala graduada (13) en kgf de presión.

 

Funcionamiento

Primera posición (el reloj no indica presión). Ambas resistencias (figura inferior) van conexionadas en serie y alimentadas por la corriente de batería (7) a través del interruptor de encendido (6), de forma que, al cerrar el interruptor, la corriente circula por ambas resistencias que cierran su circuito a masa a través de los contactos (8) y (9) del interruptor de presión. La corriente que pasa por la resistencia (R1) calienta rápidamente el bimetal (3), separando los contactos y por tanto interrumpiendo el circuito; pero, al enfriarse, se vuelven a cerrar, y así sucesivamente, formando un contacto vibrante, no dando lugar a que la resistencia (R2) se caliente.
Segunda posición (el reloj marca presión). Cuando la presión del aceite es insuficiente, la separación de contactos es muy rápida, no dando lugar a que el bimetal (5) se curve y mueva la aguja, que se mantiene en posición de mínima presión. Al ir aumentando la presión debido al funcionamiento de la bomba, la membrana (2) empuja al contacto de masa (8) contra el contacto móvil (9), disminuyendo el recorrido del bimetal (3) en su curvatura, con lo cual la separación de contactos es más lenta, dando lugar a que la resistencia (R2) caliente el bimetal (5) y en su curvatura desplace la aguja (12) sobre la escala (13) proporcionalmente a la presión de aceite en el circuito.
Cuanto mayor sea la presión de aceite, menor será el tiempo de interrupción de los contactos y por tanto mayor el desplazamiento del bimetal (5) que indicará una mayor presión. La escala del medidor está graduada en función de esos desplazamientos y proporcionalmente a la presión del circuito.

 

Indicador por lampara testigo

Este sistema es actualmente el mas utilizado en los vehículos de turismo, por su sencillez de funcionamiento y bajo precio; consiste, en un interruptor pulsador o detector de presión colocado en el circuito de engrase del motor, el cual es accionado por la presión del mismo, cerrando o abriendo el circuito a una lampara testigo situada en el cuadro de instrumentos.
Cuando se cierra el interruptor de encendido (3), al no haber presión en el circuito de engrase del motor, los contactos (5) del pulsador están cerrados por la acción de su muelle (6) cuya presión se regula por medio del tornillo (8), con lo cual el circuito de lámpara se cierra a masa a través de ellos. Cuando el motor empieza a funcionar y la bomba a dar presión al circuito de engrase, la presión que ejerce el mismo sobre la membrana (7) del pulsador, hace separar los contactos (5), interrumpiendo el circuito de lámpara, con lo cual ésta se apaga, indicando que funciona el circuito de engrase.
El interruptor de presión esta calculado para que funcione con la presión mínima que debe llevar el circuito, siendo indesmontable interiormente, de forma que cualquier avería en el mismo no permite reparación, debiendose cambiar por otro nuevo de las mismas características.

 

OTROS INDICADORES DE NIVEL

Para avisar al conductor de la fuga del líquido que puede existir en el circuito de freno, se dispone un flotador en el depósito, cuyo contacto eléctrico se establece cuando el liquido contenido en éste sobrepasa un valor mínimo, en cuyo caso e cierra el circuito eléctrico de una lámpara situada en el cuadro de instrumentos, que advierte al conductor de la anomalía.
De manera similar e disponen en otros casos los indicadores de nivel de líquido de refrigeración del motor en el vaso expansor del sistema, que advierten al conductor mediante el encendido de una lámpara en el cuadro de instrumentos de que alta liquido refrigerante.
Actualmente se ha extendido el uso de indicadores de nivel de aceite en el cárter motor, que funcionan cuando el conductor acciona la llave de contacto manteniéndola en esa posición sin llegar todavía a efectuar el arranque y se desconectan automáticamente al ponerse en marcha el motor.
El sistema empleado para realizar esta función lo constituye un indicador situado en el tablero de instrumentos, similar al indicador de combustible y una unidad aforadora sumergida en el cárter motor, cuya resistencia varia en función del aceite allí depositado.
La sonda de nivel esta formada por un hilo de alto coeficiente de resistividad, que presenta la peculiaridad de que su conductibilidad térmica es distinta cuando el hilo se sumerge en un líquido o cuando está al aire libre.
Cuando se acciona el interruptor de encendido, el circuito electrónico deja pasar hacia el sensor una pequeña corriente eléctrica, mediante la cual se obtiene una caída de tensión en los bornes de la sonda, que es función de la inmersión del hilo en el aceite. Esta caída de tensión es detectada por el circuito electrónico, que en función de ella envía al indicador una corriente eléctrica capaz de desviar la aguja indicadora tanto más cuando mayor sea el nivel de aceite en el cárter.

OTROS INDICADORES LUMINOSOS Y ACÚSTICOS

Actualmente existe una tendencia en algunas marcas de vehículos para sustituir los indicadores luminosos por otros acústicos, disponiéndose en lugar de las lámparas testigos unos zumbadores, que producen un leve sonido cuando existe anomalía en el circuito correspondiente.

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Comments

One Response so far.

  1. gabriel dice:

    Exelente la info. Muchas gracias por el trabajo. Saludos.

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