Estar dentro de un automóvil es una experiencia con la que todos podemos relacionarnos. Sin duda has tenido la oportunidad de manejar un automóvil, y si no has tenido la oportunidad, seguro no falta mucho para que ese día llegue.

Dependiendo del clima de tu ciudad, el aire acondicionado es una necesidad, ya sea para mitigar el calor del verano o resguardarnos del frío en el invierno. Cuando llueve, si los vidrios se empañan y la visibilidad se reduce, necesitas ventilación adicional para contrarrestar los efectos y manejar de una forma segura.

Cada vez es menos común encontrar autos con dirección mecánica. Si has tenido la oportunidad de manejar un auto con dicha dirección, sabrás que es un excelente ejercicio para fortalecer tus brazos. En comparación con modelos más recientes, la dirección mecánica requiere de un gran esfuerzo para operarse, contribuyendo al cansancio del conductor y a la menor precisión en las maniobras. Este tipo de dirección le ofrece al conductor una gran retroalimentación del camino, ya que se puede sentir prácticamente el terreno.

Figura 1. Dirección hidráulica

Los automóviles más recientes tienen dirección asistida hidráulicamente (la gran mayoría de los automóviles actuales cuentan con ella) que facilita enormemente la conducción. Un mecanismo hidráulico recibe una entrada del conductor en la forma de un movimiento de volante, y éste se encarga de hacer todo el esfuerzo para mover el vehículo. El conductor realiza un mínimo esfuerzo.

En los modelos más sofisticados se encuentran direcciones asistidas electrónicamente. En este tipo de dirección, el conductor sólo proporciona órdenes a una computadora y ésta se encarga de mover el vehículo acorde a los deseos del conductor, con un mínimo esfuerzo de su parte. Este tipo de dirección aleja tanto al conductor de la sensación del camino, que tiene que crear un esfuerzo ficticio en el volante para que el conductor tenga algún tipo de retroalimentación del movimiento del auto.

Aunque gran parte de la potencia de los automóviles venga de su motor de combustión interna, el creciente número de sistemas eléctricos a bordo, así como el funcionamiento básico del arranque del auto, exige que el sistema eléctrico sea robusto y capaz. Si bien el corazón de un automóvil es su motor de combustión interna, no cabe duda que el sistema eléctrico es el segundo al mando y todo depende de un alternador capaz y confiable.

Figura 2. Motor de combustión interna

Aunque aún son muy comunes en México, en Estados Unidos y Europa, tendrás dificultad para encontrar un automóvil que tenga control manual sobre las ventanillas de los pasajeros. Para el conductor es muy sencillo y conveniente controlar las cuatro (o más) ventanillas del auto con un par de botones colocados de forma muy conveniente en su espacio del vehículo.

Figura 3. Control de ventanas del automóvil

Piensa en cómo han ido evolucionando los automóviles y cómo cada vez encuentras más botones que hacen todas las funciones del auto por nosotros, sin precisar algún esfuerzo de nuestra parte.

Aunque la tecnología electrónica se encargue de automatizar estas tareas, el verdadero trabajo está realizado por actuadores eléctricos. Máquinas eléctricas que proveen a los sistemas del automóvil de la fuerza necesaria para llevar a cabo sus funciones.

Piensa en los distintos actuadores que se han mencionado, en su ubicación en el auto y en la interacción que tienen con el usuario.

Piensa también en los ciclos de trabajo de estos motores y las capacidades tan distintas que tienen unos de otros. Vas a considerar los siguientes ejemplos:

Alternador

Figura 4. Alternador

El alternador es el corazón del sistema eléctrico del automóvil. Es el que permite que el auto arranque, y es el que mantiene los sistemas eléctricos encendidos una vez que el automóvil está en marcha.

Motores para subir y bajar los vidrios

Figura 5. Motor de vidrios eléctricos

Los vidrios eléctricos en un automóvil son un elemento de gran comodidad y confort para el conductor, pero difícilmente podrías considerarlos como un elemento crítico para la seguridad del automóvil y de sus pasajeros.

El alternador requiere de muy poco control, es un elemento de fuerza bruta. ¿Los motores que suben y bajan las ventanillas requieren de un control de precisión?

Considera las demás funciones que se realizan a bordo de un automóvil moderno, piensa en la máquina eléctrica que hace posible esa función y contesta las mismas preguntas en relación a su confiabilidad, su control y lo que se le pide a este motor.

Dependiendo de la función que realice cada actuador, se considera que éste tiene una función crítica para el funcionamiento del vehículo o no.

Por ejemplo, si el alternador de un automóvil dejara de funcionar, ¿qué sucedería? El motor se detendría por completo, ocasionando una situación de riesgo extremo para todos los habitantes del vehículo. Recuerda que si el motor no se está moviendo, no pueden funcionar los sistemas de dirección hidráulica, ni el sistema de frenado. Los ocupantes quedan totalmente a la deriva y sin control de vehículo. Estas máquinas deben de tener un factor de seguridad mucho mayor que otros componentes que no son tan críticos. Por ende, se tornan más costosas.

Ahora, ¿qué pasaría si uno de los motores que suben y bajan los vidrios dejara de funcionar? ¿O si dejara de funcionar el compresor del aire acondicionado? Aunque quizás nuestro viaje se tornaría incómodo, no pone en peligro la integridad del automóvil ni de los ocupantes. Por tanto, estas piezas no se consideran tan críticas para la seguridad del vehículo. Se pueden utilizar actuadores de menor precio y menor factor de seguridad.

Los automóviles tienen una gran cantidad de actuadores eléctricos que realizan diversas funciones dentro de los mismos. Los requerimientos de seguridad determinan que tan robustos deben de ser los actuadores.

Revisa a continuación el Checkpoint: