El alternador convierte energía mecánica en energía eléctrica. Accionado por el motor mediante la correa, alimenta todos los consumidores del vehículo y recarga la batería, manteniendo la tensión del sistema en un rango estable, cualquiera que sea el régimen del motor. En este material verás cómo funciona por dentro, cómo probar cada componente, cómo diagnosticar el circuito de carga en el vehículo y qué cambia en los alternadores gestionados por la centralita electrónica.
1. Principio de funcionamiento
Cuando un conductor “corta” las líneas de fuerza de un campo magnético, se induce en él una tensión (fuerza electromotriz). No importa cuál se mueve: en el alternador, el campo magnético gira (rotor) y los conductores permanecen fijos (estátor).
- Accionamiento: el cigüeñal hace girar la polea del alternador mediante la correa de accesorios, haciendo girar el rotor.
- Generación del campo: el regulador envía corriente al rotor a través de las escobillas y los anillos colectores. La bobina de campo, entre dos “estrellas” de hierro con garras intercaladas, forma un electroimán de varios polos.
- Inducción en el estátor: el campo giratorio atraviesa las tres bobinas fijas del estátor, generando corriente alterna trifásica, con las fases desfasadas 120°.
- Rectificación: la corriente alterna pasa por la placa rectificadora (puente de diodos), que la transforma en corriente continua. Esa es la corriente que alimenta el vehículo y recarga la batería.
La tensión generada aumenta con la intensidad del campo y con el régimen. Como el régimen del motor varía constantemente, quien mantiene la tensión estable es el regulador, que controla la corriente del rotor (sección 3).
2. Los tres circuitos de corriente
Dentro del alternador hay tres caminos de corriente, y entenderlos es la base del diagnóstico:
- Preexcitación: con el contacto puesto y el motor detenido, la corriente sale de la batería, pasa por la luz testigo de carga del tablero, llega al borne D+ y, a través del regulador, al rotor. Este pequeño campo inicial es necesario porque el magnetismo que queda en el hierro del rotor (remanencia) solo bastaría a alto régimen. Por eso, una luz testigo fundida o con el circuito abierto puede impedir que el alternador “arranque” a cargar.
- Excitación (autoexcitación): con el motor en marcha, tres diodos de excitación rectifican parte de la corriente del estátor y alimentan el propio campo por el borne D+. Cuando la tensión en D+ iguala a la de la batería, ya no hay diferencia de tensión en la luz testigo y esta se apaga.
- Carga: los seis diodos de potencia (tres positivos y tres negativos, un par por fase) entregan la corriente principal en el borne B+, que alimenta los consumidores y recarga la batería.
Un diodo de silicio conduce a partir de unos 0,6 V en sentido directo y bloquea en sentido inverso. Con seis diodos en puente, la salida sigue siempre a la fase de mayor tensión, dando una tensión continua con una pequeña ondulación. Un diodo abierto o en cortocircuito aumenta mucho esa ondulación, reduce la corriente máxima y suele provocar un zumbido cuando el alternador está exigido.
3. Regulador de tensión
El regulador mide la tensión del sistema y conecta y desconecta la corriente del rotor muchas veces por segundo. Tensión baja: más corriente en el campo. Tensión alta: se corta el campo. El resultado es una tensión media estable.
En el regulador transistorizado clásico, un divisor de tensión alimenta un diodo Zener. Cuando la tensión del alternador alcanza el valor de referencia (cerca de 14,5–14,9 V en diseños antiguos), el Zener conduce, un transistor de mando apaga el transistor principal y se interrumpe la corriente del campo. La tensión baja un poco, el Zener deja de conducir y el campo vuelve a alimentarse. Este ciclo rápido mantiene la tensión regulada con precisión.
- Rango de trabajo típico (alternador convencional): 13,5 a 14,7 V en el borne B+, según el régimen, la temperatura y el consumo.
- Los reguladores modernos compensan la temperatura: con el motor frío la tensión tiende a ser más alta; en un día caluroso, más baja.
- Un regulador defectuoso provoca subcarga (batería siempre débil) o sobrecarga (lámparas que se queman, batería que pierde agua, electrónica en riesgo).
4. Diagnóstico en el vehículo
4.1 Tensión de carga
Con el motor en marcha, mide la tensión entre B+ y masa, variando el régimen y el número de consumidores encendidos (faros, ventilador, desempañador). En un sistema convencional, la lectura debe estar entre 13,5 y 14,7 V. Fuera de ese rango, revisa los cables, la correa y la batería antes de condenar el alternador.
4.2 Caída de tensión en los cables
Un mal contacto en el cable positivo o en la masa hace que el alternador “vea” una tensión distinta de la que llega a la batería. La prueba se hace con el motor en marcha y todos los consumidores encendidos:
- Positivo: voltímetro entre el B+ del alternador y el polo positivo de la batería.
- Masa: voltímetro entre la carcasa del alternador y el polo negativo de la batería.
- En cada medición, la lectura debe quedar por debajo de unos 0,2 V. Un valor mayor indica un terminal oxidado, una conexión floja o un cable inadecuado.
4.3 Tabla de fallas y causas probables
| Síntoma | Causas probables |
|---|---|
| La luz testigo de carga nunca enciende (contacto puesto, motor detenido) | Lámpara fundida o portalámparas defectuoso; cable de la llave al D+ interrumpido; regulador o escobillas sin contacto |
| La luz queda encendida con el motor en marcha | Correa rota o patinando; circuito B+ o D+ interrumpido; diodos abiertos o en cortocircuito; estátor en cortocircuito; regulador dañado |
| La luz enciende débil o solo a alto régimen | Cortocircuito a masa en el circuito de excitación (DF); diodos interrumpidos; regulador dañado |
| Batería siempre descargada | Correa floja; resistencia alta en los cables; regulador con tensión baja; diodos o estátor defectuosos; escobillas gastadas; consumo del vehículo mayor que la capacidad del alternador; fuga de corriente con el vehículo apagado |
| Batería sobrecargada (pierde agua, se queman lámparas) | Regulador con tensión alta; masa del regulador o del alternador suelta; elemento de la batería en cortocircuito |
| Ruido en el alternador | Rodamiento gastado; diodo en cortocircuito (ruido magnético, zumbido); correa floja o gastada; polea o ventilador doblados o sueltos; tornillos de fijación sueltos |
5. Desmontaje y montaje (paso a paso)
Desmontaje:
- Periféricos: retira la tapa plástica trasera, el regulador de tensión y el conjunto de escobillas, para no romper los carbones.
- Polea: bloquea el rotor con la herramienta correcta y afloja la tuerca de la polea delantera.
- Apertura: retira los tornillos largos de la carcasa. Usa un extractor o golpea suavemente con un mazo de goma para separar las tapas delantera y trasera.
- Desoldadura: con un soldador potente, suelta los cables del estátor conectados a la placa de diodos.
Montaje:
- Rodamientos: sustituye siempre los rodamientos delantero y trasero. En la tapa, presiona el rodamiento por la pista exterior; en el eje, por la pista interior, con un tubo apoyado en ella. El lado blindado del rodamiento trasero queda hacia el rotor. Los rodamientos vienen prelubricados: no los laves con solvente.
- Cierre: une el estátor a la placa de diodos con puntos de soldadura firmes y limpios, usando un alicate como disipador de calor en los terminales de los diodos: el calor excesivo destruye el diodo.
- Alineación: monta las tapas y aprieta los tornillos en cruz, comprobando que el eje gire libremente.
- Finalización: instala las escobillas retraídas y fija el regulador.
6. Pruebas de los componentes en banco
6.1 Rotor
- Continuidad de la bobina: mide la resistencia entre los dos anillos colectores y compárala con la especificación. Resistencia infinita = bobina interrumpida (el alternador no carga). Resistencia menor que la especificada = espiras en cortocircuito (campo débil, poca corriente).
- Aislamiento: entre cualquier anillo y el eje, la resistencia debe ser infinita. Si hay paso, el rotor está en cortocircuito a masa, lo que reduce el campo y sobrecarga el regulador.
- Cortocircuito entre espiras con más precisión: aplica la tensión de prueba especificada entre los anillos y mide la corriente. Una corriente por encima del valor de tabla indica espiras en cortocircuito; por debajo indica mal contacto o bobina dañada.
- Anillos colectores: gastados, ovalados u oxidados perjudican el paso de corriente hacia el campo.
6.2 Estátor
- Las tres fases deben tener resistencias iguales entre sí (valores muy bajos, medidos en la escala más sensible). Una diferencia entre fases indica espiras en cortocircuito.
- Entre los extremos de las bobinas y el núcleo de hierro, el aislamiento debe ser total. Haz la prueba con los diodos desconectados del estátor.
- Un bobinado oscurecido o con olor a quemado indica sobrecalentamiento, generalmente causado por un diodo en cortocircuito o por sobrecarga continua.
6.3 Diodos
- Con el diodo desconectado del estátor, pruébalo con el multímetro en la escala de diodos: debe conducir (unos 0,4–0,7 V) en un sentido y bloquear en el otro.
- Conduce en ambos sentidos = diodo en cortocircuito. Bloquea en ambos = diodo abierto.
- Los diodos positivos y negativos se montan en placas distintas. En muchos alternadores antiguos se identificaban con una marca roja (positivo) y negra o azul (negativo).
- Sustituye los diodos prensados con la herramienta adecuada, nunca con martillo ni alicate.
6.4 Prueba funcional y de carga en banco
- Sujeta firmemente el alternador en la morsa o en el soporte del banco.
- Conecta el negativo de la batería de prueba a la carcasa y el positivo al borne B+.
- Conecta una lámpara piloto entre el positivo (después de la llave) y el borne D+/L. La lámpara debe encenderse.
- Haz girar la polea con el motor del banco: la lámpara debe apagarse y la tensión debe subir a 13,5–14,7 V.
- Prueba de carga: aplica carga con un reóstato de carbón hasta la corriente nominal grabada en la carcasa, al régimen indicado por el fabricante. La tensión debe mantenerse por encima de unos 13,5 V.
7. Alternadores gestionados (inteligentes) y redes de comunicación
A diferencia de los modelos convencionales, de tensión fija, los alternadores gestionados tienen la tensión controlada por la centralita del motor o por un gestor de energía. La estrategia reduce la carga del alternador en las aceleraciones, ahorrando combustible y par, y aumenta la generación en las desaceleraciones, aprovechando la energía que se perdería (recuperación de energía en la frenada).
| Tipo de comunicación | Características | Cómo funciona en el alternador |
|---|---|---|
| Red LIN (Local Interconnect Network) | Un solo cable de señal; más lenta y de bajo costo | La centralita envía la tensión deseada (por ejemplo, entre 12,2 y 15,5 V) y el regulador responde con datos como temperatura, fallas y carga de trabajo (ciclo de trabajo del campo) |
| Red CAN (Controller Area Network) | Dos cables trenzados (CAN High y CAN Low); rápida y robusta | Se usa cuando el alternador forma parte de la gestión de energía del vehículo, a menudo con baterías AGM o EFB y sensor de batería |
| Señal PWM (modulación por ancho de pulso) | Señal de frecuencia fija y ancho de pulso variable | Se usa en sistemas gestionados más antiguos (como los primeros “Smart Charge”). El ancho del pulso define la tensión de salida |
Cómo diagnosticar alternadores gestionados
- Escáner: verifica los códigos de falla de comunicación y de carga, y sigue en tiempo real la tensión comandada frente a la real y el ciclo de trabajo del campo.
- Osciloscopio: en el cable de comunicación (LIN o CAN), comprueba que la señal digital sea limpia, sin ruido y con los niveles correctos.
- Sensor de batería: en muchos sistemas, un sensor en el polo negativo informa el estado de la batería. Después de cambiar la batería, puede ser necesario registrarla en el módulo con el escáner.
- Banco: en un banco común, sin el mando digital, el alternador gestionado no carga o entra en modo de emergencia, con tensión fija cercana a 13,8 V. Se necesita un probador que simule los comandos de la centralita.
8. Checklist de repaso
- Rotor = campo magnético giratorio; estátor = bobinas fijas donde se induce la tensión
- Tres fases desfasadas 120°, rectificadas por 6 diodos de potencia
- 3 diodos de excitación alimentan el campo por D+; la luz testigo de carga hace la preexcitación
- La luz se apaga cuando D+ y B+ tienen la misma tensión
- Tensión de carga convencional: 13,5 a 14,7 V
- Caída de tensión en el positivo y en la masa: por debajo de unos 0,2 V cada una, con consumidores encendidos
- Un diodo de silicio conduce a partir de unos 0,6 V; un diodo en cortocircuito causa zumbido y ondulación
- Rotor: medir la resistencia entre anillos y el aislamiento respecto al eje
- Estátor: tres fases con resistencias iguales y aisladas de la carcasa
- Rodamiento en la tapa: presionar por la pista exterior; en el eje: por la pista interior
- Alternador gestionado: tensión comandada por LIN, CAN o PWM; no probarlo como uno convencional