A día de hoy, los coches son sumamente sencillos en lo que respecta a su manejo. Los fabricantes de automóviles se han estado estrujando las meninges para facilitarnos la vida en todo lo posible. El motor de arranque es uno de esos elementos. Gracias a él, el propulsor de nuestro coche es capaz de arrancar, transformando la energía eléctrica en mecánica y, por ende, en movimiento.
Antiguamente, encender el vehículo implicaba usar una manivela que se acoplaba en el frente para hacer girar el cigüeñal. Implicaba fuerza y maña, pues un mal movimiento podía acabar en una lesión. Pero el motor de arranque tiene historia. Fue patentado en 1911 para automatizar el encendido del Cadillac Touring Edition. Un año después, la firma norteamericana pidió a Delco (filial de fabricación y diseño de electrónica automotriz propiedad General Motors, 1909) 12.000 sistemas de arranque y alumbrado. Este fue el germen de la electrónica en los coches.
¿Qué es el motor de arranque?
El motor de arranque es el encargado de vencer la resistencia inicial de los componentes cinemáticos del motor al arrancar. Realiza los primeros giros de cigüeñal, donde los pistones comienzan a moverse para iniciar el proceso de admisión, compresión, explosión y escape. Por tanto, el motor de arranque se encarga de transformar la energía eléctrica que llega desde la batería del coche en energía cinética. Así, con un solo giro de llave, el propulsor de combustión interna puede funcionar por sí solo hasta que sea apagado.
Este motor eléctrico auxiliar cuenta con un electroimán que está alimentado por una corriente continua proporcionada por la batería del coche. El movimiento rotacional es transmitido al cigüeñal mediante un sistema de engranajes que conecta al motor de arranque con la parte exterior del volante bimasa (también llamado de inercia. Gracias a un solenoide, el motor de arranque puede desacoplarse del tren motriz cuando ya no sea necesaria su contribución.
Partes del motor de arranque
El motor de arranque está constituido por el motor de encendido, la batería y el cableado. Bajo el principio de funcionamiento por inducción de cualquier otro motor eléctrico, el motor de arranque alberga en su interior un juego de bobinas inductoras, un rotor, varias escobillas, un impulsor, un solenoide y una horquilla. Todo ello en una carcasa que suele estar anclada al motor, habitualmente sobre la caja de cambios. Veamos qué es cada componente:
- Bobinas inductoras: componente pasivo de un circuito eléctrico formado por un alambre arrollado en forma de hélice que almacena energía en un campo magnético a través del fenómeno de autoinducción.
- Rotor (o inducido): parte mecánica que transforma la energía eléctrica almacenada en la bobina en energía mecánica a través de inducción electromagnética. Se compone de un tambor, el bobinado y un colector.
- Escobillas: formadas por una pasta de carbón y grafito, las escobillas emiten la energía eléctrica al inducido. Están ancladas a unos muelles empujadores para hacer contacto con el colector y generar corriente eléctrica.
- Impulsor(o piñón de ataque): transmite la fuerza de giro y las revoluciones del rotor a la corona del motor térmico.
- Solenoide: también llamado contactor, automático o relé de arranque, conecta el piñón del motor de arranque al volante de inercia a través de la horquilla. Activa los bornes de contacto cerrando del circuito eléctrico del motor de arranque.
- Horquilla: elemento que desplaza el impulsor a la rueda dentada del volante de inercia. Normalmente, es una pieza hecha de plástico que une el solenoide a través de un ranurado donde queda prisionero por la acción de un muelle de retorno.
- Carcasa: cierra el circuito magnético del inductor. Está hecha de hierro y almacena al resto de componentes, generalmente sujeta a la caja de cambios mediante tornillos.
¿Cómo funciona el motor de arranque?
El motor de arranque está conectado al cigüeñal por medio de un piñón formado por pequeños engranajes que se acoplan a una corona dentada reductora, que a su vez incorpora el volante de inercia del motor térmico. Cuando giramos la llave del contacto de nuestro coche (o pulsamos el botón Engine Start/Stop), el motor de arranque es activado a través de la energía que la batería suministra.
La corriente eléctrica pasa al solenoide, generando un efecto de palanca sobre el piñón de arrastre del motor de arranque que permite su acoplamiento al volante de inercia del bloque propulsor. En el momento que el volante gira a mayor velocidad que el piñón, este se desacopla del motor de arranque a través de una rueda libre que lo desengrana. Finalmente, cuando la llave vuelve a su posición de reposo en el bombín, el contactor hace lo propio y el circuito vuelve a permanecer abierto.
En lanchas, karts u motosierras el motor se pone en marcha tirando de una cuerda que hace girar al cigüeñal. No disponen de un motor de arranque per se
Actualmente, los motores de arranque que montan los vehículos son motorreductores, sistemas más pequeños, ligeros y rápidos en su funcionamiento. Junto a un bajo consumo de energía eléctrica, este componente intenta maximizar el ahorro de energía de la batería del coche. A diferencia de los motores de arranque tradicionales, los motorreductores integran una serie de imanes en su interior que pueden deteriorarse u oxidarse fácilmente.
Síntomas de un motor de arranque en mal estado
Como muchas otras piezas que forman parte de la transmisión de un vehículo, el motor de arranque también sufre de un desgaste continuo. El primer paso antes de comprobar la salud del motor de arranque es cerciorarse de que la batería se encuentra en un estado de carga óptimo.
Si el coche no arranca al girar la llave, puede ser debido a dos factores:
- Batería con carga débil.
- Motor de arranque dañado.
En el primer caso, lo primero en lo que habría que fijarse es en el iluminado de los faros. Si emiten una luz débil u opaca, la falla es de la batería. También se puede comprobar con un voltímetro. Si, por el contrario, al coche le cuesta arrancar, escuchamos ruidos metálicos o silbidos parásitos, huele a quemado o notamos un golpe seco a la hora de suministrar energía al tren motriz, es probable que el motor de arranque esté en mal estado y tenga que ser sustituido.
El fallo más común de un motor de arranque está en las escobillas, ya que están sometidas a un continuo rozamiento y, cada 150.000 – 200.000 kilómetros se desgastan por completo. Consecuentemente, hay que proceder a su reemplazo. Por esta razón es aconsejable no mantener la llave de contacto en la posición de arranque durante muchos segundos. Otra falla puede estar motivada por el solenoide, cuya solución es su sustitución inmediata.
Sin embargo, aparte de la batería, existen más variables que llegan a hacer del coche una mera máquina estática. Tales como malasconexioneseléctricas debido al efecto de la corrosión y el desgaste, falta de inyección de combustible, falso contacto entre los componentes eléctricos causadas por las vibraciones del motor o la suciedad o el mal funcionamiento del sensor de presión del embrague en los coches modernos (sí, ese sistema que obliga a pisar el embrague para arrancar el coche).