Monografías
Publicar | Monografías por Categorías | Directorio de Sitios | Software Educativo | Juegos Educativos | Cursos On-Line Gratis

 

Sistemas de encendido - Monografía



 
DESCARGA ESTA MONOGRAFÍA EN TU PC
Esta monografía en formato html para que puedas guardarla en tu pc e imprimirla.



Vínculo Patrocinado




Aquí te dejamos la descarga gratuita
Nota: para poder abrir archivos html solo necesitas tener instalado internet explorer u otro navegador web.




Automoción. Partes que los componen. Batería. Interruptor de arranque. Resistencia previa. Bobina. Ruptor. Condensador. Rotor y eje de arrastre del distribuidor. Variador de avance por vacío y centrífugo. Bujía. Cables de alta tensión



Sistemas de encendido:



Desde que el motor Otto se inventó, se tuvo también que inventar un sistema que repartiese la chispa de alta tensión entre los pistones, pero tenia que ser un sistema que lo accionara en el momento justo y como sabemos que el motor Otto tiene un movimiento sincronizado (admisión, compresión, explosión y escape) con sus respectivos avances y respectivos atrasos.

Desde que se invento el primer sistema de encendido, hasta la actualidad se han mejorado mucho.
Los primeros sistemas de encendidos también llamados convencionales. Constaban estas partes que ahora explicaremos.

a863.jpg

Empezaremos por el orden de la lista previamente dicho.

- BATERÍA.



- NECESIDAD:



El desarrollo del motor eléctrico origino la idea de realizar este trabajo a través de un motor eléctrico que moviese el motor hasta que este arrancara y se moviese por si solo. Actualmente la necesidad de la batería va mucho más allá del mero arranque, siendo un elemento fundamental para el correcto funcionamiento, y comodidad del vehículo.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Las batería actuales son acumuladores eléctricos basados en principios químicos.
Tenemos una placa (electrodo positivo) de Bióxido de Plomo (Pb O2)
y otra placa (electrodo negativo) de Plomo (Pb).


- COMPOSICIÓN:



Las batería de automóvil de 12V están formadas por 6 vasos no comunicados con un electrodo positivo de Pb O2 y otro negativo de PbDe ahí viene el nombre de batería, pues es una serie de acumuladores puestos en batería.


- FUNCIONAMIENTO:



Por el proceso químico ya explicado se obtiene una diferencia de potencial entre sus bornes que puede ser aprovechada para hacer circular corriente por cualquier circuito cerrado entre sus bornes.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



Aunque actualmente se fabrican baterías sin mantenimiento, el mantenimiento en el resto es mínimo, limitándose a vigilar el nivel del electrolito, que si es bajo debe rellenarse con agua destilada.


- OBSERVACIONES:



En el automóvil moderno la función de la batería en el conjunto de carga es sumamente importante, es imprescindible para cebar el alternador, y mover el motor de arranque. En cuanto al confort y seguridad, la batería permite encender las luces con el motor parado, escuchar la radio, subir la ventanillas, y un largo etc.

- Interruptor arranque y encendido .



- NECESIDAD:



Aparecen dos situaciones principales:



1 - Una vez el motor está en marcha, este se ‘autoalimenta’, por si solo obtiene gasolina, mientras la haya en el depósito, y genera, a través del alternador su propia energía eléctrica. Surge pues el problema de cómo pararlo, la opción más sencilla, y segura es la de anular la chispa en las bujías.

2 - Si paramos el motor la leva del distribuidor quedará en una posición aleatoria, de manera que puede ser que los contactos del ruptor queden cerrados. De esta manera, la corriente recorre el primario de la bobina y va a masa, se produce una circulación continua de corriente, con el motor parado, que en poco tiempo descargaría la batería.

a864.gif

Para solucionar estas dos situaciones se plantea interrumpir opcionalmente la circulación de corriente por el circuito de encendido tal y como se ve en el dibujo anterior de manera que en cualquier posición de la leva el circuito permanece abierto y no hay chispa.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Puesto que no es más que un interruptor se basa en que por un circuito abierto no circula corriente.


- COMPOSICIÓN:



Básicamente lo podemos considerar como un interruptor pero que en su evolución ha sido integrado en el conjunto situado en la llave de contacto o mandado desde este por un relé. Esto es debido a que este circuito es fundamental para el funcionamiento del motor por lo que tiene gran importancia para evitar que pueda ser arrancado por otras personas.

El sistema por llave de contacto es un interruptor movido por una cerradura con llave, que además permite en una segunda posición el accionamiento del relé del motor de arranque. Básicamente tiene las posiciones de: no contacto con la llave quitada, contacto, con la llave girada y contacto + relé de arranque en la siguiente posición.

- FUNCIONAMIENTO:



Entendido el funcionamiento del encendido no tiene problemas comprender que si no pasa corriente no hay chispa, no es más que un interruptor.
Se sitúa entre la batería y la bobina porque es lugar más adecuado pues no está situado a las altas tensiones de otras partes del circuito de encendido.

- MANTENIMIENTO



No tiene. Solamente comprobar que cuando tiene que estar abierto realmente lo está y que cuando cierra hace un contacto limpio y sin resistencia.

- Resistencia previa.



- NECESIDAD:



A partir de los encendido transitorizados los elementos electrónicos ya no necesitan las intensidades que se usaban antes. Hay que reducir la intensidad que circula y para ellos se usan resistencias.


- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Por la ley de Ohm V = I · R ==> I =
Por lo tanto si queremos reducir la intensidad pero sin variar el voltaje basta con aumentar la resistencia en el circuito.

- COMPOSICIÓN:



Es sencillamente una resistencia de un valor calculado según la necesidad de los componentes que formen el sistema de encendido.

- FUNCIONAMIENTO:



Por la ley de Ohm ya explicada reduce la intensidad que circula por cableado.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



No tiene, basta comprobar con un polímetro que la resistencia es correcta.

- Bobina de encendido.



- NECESIDAD:



Para encender la mezcla aire- gasolina en los cilindros necesitamos una chispa eléctrica potente que se hace saltar en las bujías, pero para que la corriente sea capaz de saltar entre los dos electrodos de la bujía debe vencer una resistencia muy grande. Aplicando la formula de la Ley de Ohm que vimos en el apartado anterior necesitamos que una intensidad atraviese la gran resistencia que hay entre los electrodos de la bujía, y si R es muy grande necesitamos una V aún mayor, es decir tenemos que alcanzar un voltaje enorme.


- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Para la obtención de la alta tensión la bobina se basa en 2 principios:

1- Inducción electromagnética: Si tenemos dos circuitos cerrados, la variación de corriente en uno de ellos provoca sobre el segundo una fuerza electromotriz inducida (f.e.m. inducida). Cortar la corriente abriendo un interruptor es una sencilla forma de hacer variar la corriente pues pasa del valor que tuviera, supongamos de 4 amperios a 0A. Más a delante explicaremos como aprovechar y potenciar este efecto.

2- Autoinducción: Este fenómeno provoca las llamadas “extracorrientes”. Resulta que una bobina por causa de los efectos electromagnéticos derivados de su forma en espiral se opone a las variaciones de corriente , porque al dejar de circular corriente bruscamente por ella, disminuye también bruscamente el flujo magnético por sus espiras, y la bobina se opone ” a la causa que lo crea” es decir se opone a esa disminución de intensidad y engendra una tensión que tiende a que la corriente siga pasando. Se puede comparar este efecto al que se produce en hidráulica cuando se cierra un grifo de golpe y que se conoce como “golpe de ariete”. Esto ocurre con las bobinas, y veremos porque usamos bobinas y cómo esto nos beneficia.

- COMPOSICIÓN:



La bobina está formada por:

a865.gif

- Arrollamiento primario: es una bobina compuesta por hilo grueso, por el circulan unos 4 amperios aunque este valor depende mucho del tipo de encendido. Suele tener entre 200 o 300 espiras. Y está conectado a los bornes 15 y 1 , o B y D, o + y .

- Arrollamiento secundario: también es una bobina y está compuesta por hilo más fino porque circula menos intensidad. El número de espiras es unas 100 veces las del primario, así que suele tener entre 20.000 o 30.000 espiras. Es del que sale la alta tensión a través del borne 4 situado en el centro superior

- Núcleo : realmente situado en el centro de la bobina y sobre el que se arrolla el secundario y luego el primario, pero no en contacto. Es de hierro dulce o similar para transmitir y potenciar el magnetismo inducido, además está laminado para evitar en lo posible corrientes parásitas (llamadas de Foucolt).

Como la bobina se calienta bastante puede estar bañada en aceite.


- FUNCIONAMIENTO:



La corriente circula por el arrollamiento principal desde la batería por el contacto, hasta masa pasando por el ruptor que estará cerrado, de esta forma la bobina se está cargando. Cuando el ruptor se abre deja de pasar corriente, se produce una transición de pasar unos amperios a no pasar nada, esta variación provoca:

Una autoinducción en el primario, creándose una f.e.m. que se opone a la causa que la crea, de unos 200 o 300 voltios.
Si el número de espiras del secundario fuese igual que en el primario este sería el voltaje inducido, pero aunque es muy superior a los 12 voltios iniciales, aún no es suficiente, y por esto se aumenta el número de espiras del arrollamiento secundario de manera que se multiplica por esa relación de espiras entre primario y secundario que es de unas 100 espiras por cada una del primario. Por lo tanto en el secundario obtenemos una tensión de unos 20.000 o 30.000 voltios, esta tensión tan enorme ya es capaz de hacer saltar la chispa en la bujía y, en definitiva, encender la mezcla comprimida en los cilindros.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



Realmente carece de mantenimiento, lo que si se debe hacer es comprobar las conexiones en los terminales, en especial el de alta tensión que tiende a acumular impurezas.

Si tenemos dudas de un posible mal funcionamiento de la bobina podemos comprobar lo siguiente:

1. Caída de tensión en el primario, debe hacerse con el contacto dado, con un voltímetro entre 15 y masa, debe marcar una caída de tensión de 1 voltio aproximadamente, (12 - 1 = 11v).
2. Tensión del primario (con el motor en marcha), utilizaremos un osciloscopio para comprobar que la tensión se encuentra entre unos 250v o 350v.
3. Resistencia del primario (contacto anulado), el polímetro deberá marcar una resistencia de entre 2,5 a 3,5 . Y se mide entre el 15 y 1.
4. Resistencia del secundario (contacto anulado), una resistencia adecuada es la comprendida entre 8,5 K y 9,5 K .
5. Tensión en el secundario, con el motor en marcha y el osciloscopio con un desmultiplicador porque el voltaje es muy grande, debemos encontrarnos entre 10 a 20 Kv.


- OBSERVACIONES:



Si tenemos mal conectados los cables de entrada y salida de la bobina lo podremos comprobar desembornando una bujía y, con el motor en marcha, se pone un lápiz con la punta bien descubierta entre el cable de alta tensión y la bujía separados unos 6 milímetros, ahora podremos observar cómo salta la chispa y tiene que hacerlo del cable a la bujía, y si lo hace al revés es que están mal colocados los cables en la bobina.

- Ruptor de encendido.



- NECESIDAD:



Como ya hemos visto alcanzamos la alta tensión gracias a una variación de corriente en el primario provocada por la apertura del circuito. Necesitamos pues un elemento interruptor que abra el circuito en el momento adecuado.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Es un interruptor aunque adaptado alas necesidades específicas.

- COMPOSICIÓN:



Está formado por dos piezas, una fija que es el yunque, y otra móvil que es el martillo y que es movido por la leva según el giro del motor como ya veremos.
Los puntos de apoyo tiene un material muy conductor y resistente, puede ser por ejemplo tugsteno o similar. Y el martillo tiene un muelle que lo apoya sobre el yunque.


- FUNCIONAMIENTO:



La leva tiene tantos salientes como cilindros del motor, recordemos que esta gira a la mitad de vueltas que el cigüeñal.
Cuando en su giro una de estas levas apoya en el martillo lo empuja y por lo tanto se abre el interruptor para que la corriente deje de circular para provocar la chispa como ya hemos visto.

El momento en que estas levas abren el ruptor (llamado a veces platinos porque en un principio los contactos eran de este material) debe estar sincronizado con el movimiento de los pistones y se explicará en el apartado de eje de levas del distribuidor.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



Es importante que la apertura sea la adecuada, entre 0,35 mm y 0,5 mm y determinara los ángulos de apertura y cierre y el Dwell, muy importantes porque de ellos depende el momento en que salte la chispa.
No debe haber fugas a masa, y los contactos deben estar limpios y en buen estado.
El muelle que sujeta el martillo debe tener una fuerza de unos 500gr. y se puede comprobar fácilmente con un dinamómetro.
Son muy adecuados los llamados “autolimpiantes” que imprimen un movimiento de frotación con lo que se mantienen en perfecto estado durante mucho tiempo.

- Condensador de encendido.



- NECESIDAD:



Como sabemos en el primario, cuando se abre el ruptor aparece una tensión que puede llegar a 350 voltios, con esta tensión en el ruptor se producirían saltos al abrirse y los contactos podrían quemarse y formar suciedad, además de perder eficacia la chispa en las bujías. Para evitar estas fugas hay que utilizar un elemento que nos evite este problema.


- COMPOSICIÓN:



El condensador son dos placas conductoras enfrentadas, llamadas armaduras, y separadas por un dieléctrico.
Pueden ser de varios tipos y de distintas capacidades según las necesidades, y para un encendido convencional se utilizan de una capacidad de 0,15 mF a 0,25 mF .
Se coloca en paralelo con el ruptor.

- FUNCIONAMIENTO:



Cuando se abre el ruptor y se crea la tensión en el primario el condensador actúa como un amortiguador de impulsos, porque sus placas empiezan a cargarse y gracias a esto se evita que salten chispas en el ruptor.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



Su carcasa debe estar puesta a masa y el cable conectado en paralelo con el ruptor.
Se comprueba cargándolo con 300v y viendo que lo soporta bien, después se descarga y se comprueba su capacidad en la máquina viendo que se corresponde con la indicada antes.

- OBSERVACIONES:



Podemos detectar fallos en el condensador por la aparición en los contactos del ruptor de un agujero en uno de los contactos y de una montañita en el otro.
Si el agujero se produce en el contacto móvil indica que el condensador tiene mucha capacidad.
Por el contrario si el agujero se produce en el yunque indica poca capacidad del condensador.

- Rotor distribuidor.



- NECESIDAD:



En la bobina conseguimos la alta tensión para hacer saltar la chispa en una bujía, pero debemos seleccionar en que bujía queremos que salte la chispa y por lo tanto comunicar esta con la bobina, de esto se encarga el rotor con su tapa.


- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Es un interruptor que se encarga de ‘dirigir’ la corriente de alta tensión a la salida de la tapa que corresponda.


- COMPOSICIÓN:



El rotor también llamado ‘dedo del distribuidor’ gira con el eje del rotor, y por lo tanto acompasado con el motor recibe en su centro la alta tensión procedente del secundario de la bobina y tiene un ‘dedo’ metálico que al girar apunta a las distintas salidas que están en la tapa del distribuidor.


- FUNCIONAMIENTO:



El rotor gira a la mitad de vueltas que el cigüeñal, y el dedo gira a esta velocidad recibiendo la alta tensión y dirigiéndola hacia la salida del cilindro que halla en la tapa, no realiza ninguna función activa sino que simplemente deja pasar la corriente de alta tensión creada en la bobina de manera que si esta se produce en un momento en que la dedo no apunta a ninguna salida se pierde, o llega muy débil.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



Como conduce corriente de alta tensión y gira a muchas revoluciones está muy propenso a que sus contactos se deterioren o ensucien en exceso, dificultando la correcta conducción.

- Tapa del distribuidor.



- NECESIDAD:



Debemos seleccionar en que bujía queremos que salte la chispa y por lo tanto comunicar esta con la bobina, ya tenemos el rotor que gira a la mitad de vueltas que el motor ahora debemos colocar en el sitio adecuado los ‘receptores’ que lleven la corriente a la bujía adecuada.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Se encarga de recibir la corriente de alta que ofrece el rotor y debe hacerlo en el punto adecuado.


- COMPOSICIÓN:



Se trata de una tapa de plástico que además sirve de capuchón protector del conjunto distribuidor. En esta tapa se colocan estratégicamente las salidas que se conectan a las bujías.


- FUNCIONAMIENTO:



Cuando se crea la alta tensión en la bobina esta llega hasta el dedo, que se encuentra apuntando en una dirección ahí debe aparecer un contacto en la tapa que reciba esa corriente para que los cables la lleven a la bujía donde saltará la chispa.

Las salidas deben colocarse en un lugar concreto, y la tapa tiene una posición correcta y lleva marcado el cilindro que corresponde a cada salida. Por ejemplo en un 4 cilindros las salidas deben estar a 90º cada una y los números que lleva en la tapa indican el orden de encendido.

- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



Basta con una comprobación visual del buen estado de la tapa, sin grietas y del buen estado de los terminales que pueden deteriorarse o ensuciarse

- Variador de avance centrífugo.



- NECESIDAD:



Para comprender la necesidad de los avances, tanto de este como el avance por vacío hay que hacer notar lo siguiente:

La ignición de la mezcla en el cilindro a partir de la chispa en la bujía es un proceso químico que requiere un tiempo para producirse, además la onda expansiva se desplaza a una velocidad concreta de unos 340m/s, en concreto se estima que la combustión tarda en producirse unos 2 milisegundos. Por lo tanto si la chispa saltase en el punto muerto superior, momento de la máxima compresión, la combustión ocurriría 2 milisegundos después y es este tiempo el pistón ya habría bajado un poco por lo que no se aprovecha al máximo la explosión.

Por lo tanto la chispa debe saltar un poco antes (avance del encendido) para que la combustión se produzca en el momento optimo y se pueda aprovechar toda la fuerza, el momento elegido estará unos grados antes del p.m.s. y depende de cada motor o marca, y estos son los grados de avance que se ponen en el montaje.
Hasta aquí el concepto de necesidad de un avance en el encendido.

Pero este avance en grados provoca que la chispa se produzca un tiempo (T) antes del p.m.s. , y ese tiempo (T) es el que tarda el motor en recorrer esos grados, pero resulta que cuanto más rápido gire el motor, a más revoluciones, tardará menos en recorrer esos grados, por ejemplo a 500 R.P.M. puede tardar 2 milisegundos en recorrer 5º pero a 5.000 R.P.M. tardará mucho menos por ejemplo 0,3 milisegundos en recorrer esos mismos 5º , con lo que la chispa, a 500 R.P.M. tiene tiempo de encender la mezcla justo en el p.m.s.(0º ), pero a 5.000 R.P.M. la mezcla se encenderá pasados varios grados del p.m.s. porque en esos 2 milisegundos recorrió mucho más de los 5º de avance.

Necesitamos por tanto un mecanismo que aumente los grados de avance del encendido a medida que aumentan las revoluciones del motor.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Basándonos en el principio de fuerza centrífuga, un cuerpo que gira describiendo una circunferencia está sometido a una fuerza radial y de sentido hacia el exterior con la siguiente relación FC = siendo m la masa, V la velocidad y R el radio, Por lo tanto cuanto más velocidad mayor es la fuerza que empuja.
Pues si sobre el eje del distribuidor colocamos una masa esta se desplazará hacia fuera con una FC tanto mayor cuanto mayor sea la velocidad de giro (revoluciones del motor). Esta es la base del sistema que veremos a continuación.

- COMPOSICIÓN:



Sobre el eje se colocan dos masas, una en cada lado, de manera que cuando estas se desplacen por acción de la Fuerza centrífuga muevan la leva desplazándola. Para sujetar estas masas usamos unos muelles de igual constante elástica, o incluso de dos distintas para que actúen en dos fases.

- FUNCIONAMIENTO:



Al aumentar las revoluciones aumenta la Fuerza centrífuga sobre las masas y tira de estas hacia fuera, al llegar a un cierto valor empiezan a ceder los muelles y las masas se desplazan hacia fuera a medida que aumentan las revoluciones estas masas empujan la leva desplazándola para que abra antes el ruptor con lo que se adelanta el encendido en función de las R.P.M. del motor.

El avance conseguido va aumentando con las revoluciones, incluso usando dos muelles se puede obtener dos regímenes de avance distintos. Estos avances vienen escrupulosamente calculados de fábrica para cada motor y en consecuencia el peso de las masas y dureza de los muelles.

- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



Si alguno de los muelles cede o se agarrota, el avance centrífugo ya no actúa correctamente y puede adelantarlo o atrasarlo por lo que los muelles deben ser sustituidos siempre por otros de iguales características.
Las masas no deben rozar con la carcasa del distribuidor y si lo hacen puede ser síntoma de que algún muelle cede más de la cuenta.
Poniendo el distribuidor en el distribuscopio podremos comprobar los valores reales de avance centrífugo de nuestro distribuidor haciendo una gráfica con los avances a distintas revoluciones, y después compararlos con las tablas de los datos de fábrica, si no coincide seguramente deberemos cambiar los muelles, o hacer algún otro tipo de reparación.


- Variador de avance por vacío.



-

NECESIDAD:



Ya conocemos por el punto anterior la necesidad de un avance del encendido en ciertas situaciones, pues bien, la otra situación a tener en cuenta es la carga del motor pues de ello depende el comportamiento de la mezcla en los cilindros. Esto es porque la velocidad de propagación de la inflamación es tanto mayor cuanto más comprimida se encuentra esta; es decir, que si el vehículo marcha con la mariposa abierta del todo y el llenado de los cilindros es completo, el avance al encendido deberá ser menor que si se marcha a medios gases, con la mariposa medio cerrada, que impide un llenado total.
De modo que para una misma velocidad del motor, el avance será mayor para la marcha a medios gases, y menor si el acelerador está pisado a fondo.


- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Para conocer la carga del motor nos basta con saber la presión que existe en el colector de admisión, si conectamos un tubo desde el colector a una cámara cerrada por una membrana, esta membrana se desplazará según la presión de la admisión, de este modo conectamos un mecanismo a esa membrana y podremos actuar en función de la carga del motor.

- COMPOSICIÓN:



Tenemos un tubo conectado a la admisión que llega a una cámara en el distribuidor esa cámara es estanca y está cerrada en un extremo por una membrana flexible. Esa membrana que por el otro lado está a la presión atmosférica, se conecta con una varilla que se desplaza con ella y que actúa moviendo la leva para adelantar el encendido. Además incluimos un muelle que empuja a esta y en el que podemos poner arandelas para regularlo.


- FUNCIONAMIENTO:



Cuando la mariposa se encuentra muy cerrada y el llenado de los cilindros no es bueno, se produce en la admisión un gran vacío, este vacío se transmite a través del tubo a la cámara estanca moviendo la membrana, y por lo tanto desplaza el eje unido a ella que a su vez mueve la leva provocando un avance en el encendido.

- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



El tubo no debe tener grietas que permitan la entrada de aire, y lo mismo la cámara estanca, en especial la membrana que no debe estar deteriorada. Si el muelle no aprieta lo suficiente pueden añadirse arandelas en algunos modelos, o en otros se aprieta un tornillo. Comprobaremos los valores obtenidos en el distribuscopio con los de fábrica.


- Bujía de encendido.



- NECESIDAD:



Llegada la corriente de alta tensión al cilindro adecuado necesitamos un elemento que haga saltar una chispa energética que inflame la mezcla, esto lo conseguiremos gracias a la bujía.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Si tenemos una tensión muy alta, la corriente será capaz de superar un salto entre conductores de manera que siga su camino, y en ese salto, libera gran energía. Aprovecharemos esta energía en forma de calor para provocar la ignición.


- COMPOSICIÓN:



La bujía esta formada a grandes rasgos por un electrodo central unido en su extremo superior a la tuerca de conexión, donde conectaremos los cables de alta tensión que vienen del distribuidor. Está rodeado por un material de elevadas propiedades aislantes que puede ser una porcelana a base de óxido de aluminio (corindón) que tiene la ventaja, frente a otras productos que se usaban antes, de que no es atacado por el tetraetilo de plomo de la gasolina.

El perno de conexión que es de acero y el electrodo centra, se fijan dentro del aislador en una masa colada especial, eléctricamente conductora, de forma absolutamente estanca, La parte superior del aislador está dotada de unas ranuras que aumentan el trayecto a recorrer por una corriente de fuga desde el perno de conexión al cuerpo de la bujía, aumentando la resistencia a dicha corriente. Otra característica del aislador e poseer una alta “conductibilidad térmica”. La temperatura de su pie durante el funcionamiento d ella bujía es de 850º a900º , siendo aquella decisiva para determinar su “grado térmico”. El aislador debe tener así mismo una buena resistencia térmica, es decir, tolerancia a los cambios bruscos de temperatura.

La bujía debe ajustar herméticamente al motor por interposición de un anillo de junta que puede venir integrado en la propia bujía. El asiento lo hace sobre la culata y va roscada sobre ella misma, para ello la bujía tiene en su parte inferior la rosca, que está separada interiormente del electrodo para dejar un espacio de ‘aireación’.

Existen modelos que tienen varios electrodos de masa para facilitar el salto de la chispa.

- FUNCIONAMIENTO:



La alta tensión llega a la bujía desde el distribuidor y llega al electrodo pasando al electrodo de masa provocando una chispa y calor, es como un minúsculo rayo que inflama la mezcla.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



La bujía debe meterse a mano para comprobar que la rosca entra de la forma adecuada ya que sino estropearíamos la rosca de la culata y ya no formaría un cierre hermético.

Debemos usar las bujías recomendadas y no añadir ni quitar arandelas ni juntas, pues si la bujía entra demasiado la zona que entra en el motor puede producir puntos calientes además se depositarían residuos en la parte de rosca que está expuesta y dificultaría su extracción , y si es al contrario la chispa puede tener dificultades para alcanzar la mezcla.

El grado térmico hace referencia a la capacidad de evacuación de calor de la bujía así por ejemplo para un motor de alta compresión es adecuada una de alto grado térmico, que evacua mejor el calor; y para un uso urbano será mejor un bajo grado térmico para que el motor pueda alcanzar pronto su temperatura de funcionamiento. Pero el uso de un grado térmico inadecuado puede dar lugar a zonas calientes si usamos un grado muy bajo, o a que la bujía no alcance la temperatura adecuada para su correcto funcionamiento en el caso contrario. El grado térmico de una bujía viene determinado por distintos factores:

- La conductibilidad térmica del aislador y de los electrodos
- La superficie del aislador expuesta a los gases de combustión.
- El tamaño y forma del espacio respiratorio.
- La situación y clase de sujeción del electrodo central dentro del aislante.
- La forma y clase del material del anillo de junta.

La bujía de alto grado térmico ( bujía fría) evacua más fácilmente que la de grado térmico (bujía caliente).
La separación entre los electrodos se puede cifrar entre 0,6 y 0,75 mm, y estos no deben aparecer deteriorados. La separación irá aumentando con el uso.

- Eje de arrastre del distribuidor.



- NECESIDAD:



Ya hemos hablado de que el eje de levas y el rotor giran a la mitad de revoluciones que el motor, pero necesitamos un elemento común que nos transmita ese movimiento.


- COMPOSICIÓN:



Es un eje metálico que se engrana con el árbol de levas, aprovechando que este ya gira a la mitad de vueltas que el motor, y lleva este giro a los otros elementos que están unidos a él de forma fija o elástica, como las levas.

- FUNCIONAMIENTO:



El modo de engranarse con el árbol de levas puede variar de un motor a otro pero es un sencillo mecanismo de engranajes, ojo porque algunos tienen una posición que hay que respetar.


- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



No tiene mantenimiento especial, aunque existe alguno que quitando el dedo rotor deja ver un fieltro que se debe empapar de aceite, y quizás tienen algún agujero expresamente para el engrase del mecanismo de avance u otros, pero e muy importante no excederse en el engrase porque si rebosa puede ser muy perjudicial.


- Cables de alta tensión.



- NECESIDAD:



Ahora que ya tenemos la corriente de alta tensión en los bornes de la tapa del distribuidor se hace necesario llevarla hasta la bujía puesto que, como el lógico, la tapa del distribuidor no va puesta encima de estas.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



No es más que un cable conductor.


- COMPOSICIÓN:



Se trata de un cable para cada bujía, el cable es especial para alta tensión por lo que está muy bien aislado, y sus terminales se adaptan a la tuerca de conexión de la bujía y a las salidas de la tapa del distribuidor por el otro.


- FUNCIONAMIENTO:



El funcionamiento es bien sencillo, pues lo único que hace es conducir la corriente de alta tensión entre los dos puntos a que está conectado.
En este caso hace la unión entre la salida de la tapa del distribuidor y la bujía.

- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES:



En primer lugar debemos asegurarnos de que el cable une cada salida con la bujía del cilindro que le corresponde, es decir, si unimos la salida 1 con el cilindro 4, la chispa saltará en el momento adecuado pero en el cilindro equivocado, en este caso en el 4 en lugar de en el 1 que es donde debería hacerlo. Además esto implica también que la salida 4 no esta conectada con su bujía, por lo que al menos dos cilindros no tendrán chispa en la compresión, sino en el momento del cruce de válvulas.

Debemos examinar si los cables están cortador, deteriorados o puesto a masa o hay alguna conexión floja o suelta. El buen estado de los cables es más importante de lo que parece, por que ante la creciente resistencia que las mayores compresiones ponen al salto de la chispa en la cámara de explosión, ocurre que la alta presión eléctrica, voltaje, tiende a “romper” por donde más fácil le resulte. Una grieta o reblandecimiento por aceite, doblez, etc., apenas perceptible , puede ser causa de una derivación a masa o a otro cable demasiado próximo o averiado, perturbando el encendido en otro cilindro. Esto mismo ocurre si dos cables de cilindros inmediatos en el orden de explosión, sobre todo en los ocho cilindros, se tocan o están paralelos muy próximos. Por inducción salta la chispa también en ese vecino y trastorna el funcionamiento.

A medida que fueron pasando los años los encendidos fueron mejorando, evitando el rebote de platinos(poder aumentar el régimen de vueltas) , el desgaste de platinos, y retirando los avances centrífugos y por vació, así conseguimos una perfección mas grande o un porcentaje mas bajo de fallar y el aumento de potencia de las bobinas de 5 A 10 A y el problema de las puestas a punto contastes.


Por orden cronológico los avances y las nuevas tecnologías fue esta.



Encendido con ayuda electrónica.
Encendido electrónico con generador de impulsos.
Encendido electrónico con generador Hall.
Encendido electrónico integral.
Encendido DIS- Secuencial.
Encendido con ayuda electrónica.

- NECESIDAD:



Como comentábamos anteriormente la evolución de los encendidos tuvo que ser necesaria, y con la ayuda de transistor (NPN) evitamos el rebote de chispa y el desgaste de los platinos, pero con la subtistución del condensador por un transisto.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



El transistor controla la corriente del primario, cuando el ruptor cierra la base del transistor se carga por ello emisor y colector y deriva a masa. Por ello controla el primario, cuando el emisor colector conduce, la bobina no manda la potencia al distribuidor.

a866.gif


- COMPOSICIÓN:



Como podemos ver en la ilustración anterior nos damos cuenta que es igual que el convencional

Encendido electrónico con generador de impulsos.(inductivo &hall)

- NECESIDAD:



Por esto necesitamos un elemento que no produzca desgaste y dejando permitir un gran pasó de corriente del primario, y que pueda desconectar y conectar la corriente del primario sin que se produzca rebotes.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:



Como comentábamos en el convencional la bobina sigue siendo la encargada de transformar la baja tensión en alta tensión, mediante el modulo electrónico controlamos el paso de la corriente a masa, así conseguimos la alta tensión y el Angulo de cierre, pero el modulo no sabe cuando lo tiene que hacer y el generador de impulsos se lo indica.
El generador de impulsos: se encuentra dentro del distribuidor (en el lugar donde estaban ubicados los platinos), tiene dos partes un rotor (es de un material magnético, tiene los mismos dientes que numero de cilindros) y un estator (es un imán permanente y una bobina sobre una placa móvil que actúa el avance por vació), cuando el rotor empieza a girar comienza un variación de entrehierro entre los dientes del rotor y del estator, apareciendo una variación de flujo magnético ira incrementándose a medida que lo haga el régimen de revoluciones.

El generador hall: se encuentra dentro del distribuidor (en el lugar donde estaban ubicados los platinos), esta formado por un tambor (llevan mecanizadas unas pantallas, las misma que numero de cilindros, su recorrido pude ser variado por el - avance centrifugo), en la parte fija esta el semiconductor hall y enfrentado a el un imán permanente este conjunto llamaremos estator, se basa en aprovechamiento de la tensión que aparece en un semiconductor cuando este afectado por un campo magnético.


- COMPOSICIÓN:



Bobina, distribuidor, Cables de alta tensión, Bujías, modulo electrónico, generador de impulsos( inductivo & hall) - stos últimos subrayados no son los comunes del convencional.


- COMPROVACIONES:



1º comprobaremos el estado de carga de la batería. Y el estado de todas las conexiones eléctricas del encendido (que no presentes signos de oxidación, ni de recalentamiento y comprobar la consistencia del conexionado)

2º comprobaremos la resistencia del arrollamiento primario; usaremos un óhmetro seleccionaremos la escala mas baja y conectaremos entre el borne + y - de la bobina y nos fijamos en los datos que nos da el fabricante pero en líneas generales 0,9 ohmios y 1,5 ohmios (si el valor es menor que el que nos indica el fabricante la bobina esta cortocircuitada, pero si el valor es mayor encontraremos una resistencia de contacto, en cualquier caso sustituiremos la bobina)

3º comprobaremos la resistencia del arrollamiento secundario; tocamos una de la cualquiera de los bornes de la bobina primaria (+ & - ) y la salida de alta tensión de la bobina y nos fijamos en los datos que nos da el fabricante pero en líneas generales 6,5 kilohmios y 8 kilohmios.

4º comprobaremos el aislante; conectaremos cualquier borne el enrollamiento primario y cuerpo de la bobina, después desde la salida de alta tensión del secundario también con el cuerpo de la bobina, en cualquiera de los dos casos nos tiene que dar circuito abierto.

5º verificación de alimentación de la bobina; accionaremos el interruptor de encendido y usando el voltímetro, conectamos con la punta roja en el positivo de la bobina (enrollamiento primario) y la punta negra en una buena masa y la tensión que nos tiene que dar la misma que la de la batería, en caso de no haber tensión comprobaremos el cableado desde el interruptor hasta la bobina, cuando tengamos problemas de arranque y de bajo rendimiento con el motor en marcha pueden ser ocasionado por baja tensión (comprobamos con la punta roja al positivo de batería y la punta negra al positivo de bobina, y comprobaremos que la caída de tensión no supere los 0,05 voltios en caso de que sea superior comprobaremos el cableado y el interruptor)

6º verificación del generador de impulsos como hay de dos tipos;

Inducción;



1º comprobar la separación que hay entre los dientes del rotor y el estator (que Essen todo por igual ósea centrado). Usamos una galga 0,5 mm a 0,8 mm .
2º comprobaremos el funcionamiento en motor rodando conectaremos en paralelo del generador de impulsos un voltímetro, y nos tiene que dar 0,5 v y 1 v, a medida que el motor va subiendo de vueltas la tensión también ira aumentando, en el caso que no nos de tensión ninguna sustituiremos el generador de impulsos.
*la misma prueba la podemos hacer con un osciloscopio veremos gráficamente como los picos de tensión y el aumento cuando suba el régimen de vueltas.

Hall; 1º comprobaremos la tensión de llegada al generador, damos contacto y conectamos en borne - y + la lectura tiene que ser entre 9 y 12 v
2º giramos el motor hasta que apantallamos la pantalla con el hall. Y conectamos el borne 0 y - esta tiene que estar comprendida entre 3 y 8 v según modelos
3º giramos el motor hasta que la pantalla no este enfrentada con hall y conectamos el borne 0 y - tiene que estar comprendida en 0,03 y 0,05 v
*conectando la sonda sobre el borne 0 y accionamos el motor y veremos la señal cuadrada típica.

7º verificaremos el modulo electrónico; al ser un modulo compacto no se puede hacer comprobaciones internas, comprobaremos tensión de alimentación conectando los bornes del voltímetro y al dar al interruptor nos tienes que dar la misma tensión de la batería y si fuera menor comprobaremos la caída de tensión desde el borne de alimentación y masa si es menos 0,9 v bloquea el modulo imposibilitando su funcionamiento, y ahora comprobamos desde el borne - de la bobina y masa, después probamos desde el - del modulo y masa y nos tiene que dar el mismo voltaje, *ojo solo con el contacto puesto no con el motor en marcha .

Cuando se proceda al montaje del nuevo modulo es necesario cubrir su base con una pasta térmica, así favorecemos.

8º verificaremos los cables de alta tensión; con una comprobación visual comprobaremos que no estén cortados o en mal estado y así aso firme fijación en el distribuidor y bujías. Comprobaremos con un óhmetro la resistencia de cada cable y la compararemos con la que nos indica el fabricante.


Verificaremos también:



El ángulo de cierre relativo.



Nos referimos al tiempo que pasa corriente por el arrollamiento primario de la bobina por el distribuidor (en relenti 17 - 25% y va aumentando 58- 64% a máximo numero de revoluciones) esto hace que podamos montar bobinas mas grandes para igualar la calidad de chispa en tanto en altas como en bajas revoluciones
La tensión y tiempo de chispa entre los electrodos de la bujía.

Los avances:



Inicial
Centrifugo
De vació

- AVERIAS;



La averías mas frecuentes que puede producir el modulo electrónico es que no aumenté el angula de cierre relativo y así bajando el calidad de chispa (cuando va aumentando las revoluciones), provocando tirones e incluso de la parada del motor.

Encendido electrónico integral & DIS- Secuencial.
En este sistema se ha conseguido suprimir los elementos mecánicos (contrapesos y capsula de vació, con este sistema se ha conseguido una ventaja muy considerable; adaptación precisa en las diferentes condiciones de funcionamiento del motor, mantenimiento de las curvas de avance, mejora del calculo de avance del encendido.


- COMPOSICIÓN:



Bobina, distribuidor, captador de revoluciones & indicador de punto muerto superior, sensor de presión absoluta, unidad de control electrónica, modulo de potencia, cables de encendido y bujías.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.



La bobina principalmente no ha cambiado nada de las anteriores, pero la mejora de la disipación del calor es notable.
El distribuidor al igual que antes tiene la misión de repartir la chispa a cada una de las bujías.

Corrección de los avances (centrifugo y de vació) se consigue por medio de captador de revoluciones & indicador de punto muerto superior & sensor de presión absoluta, determinado la carga y el régimen de vueltas y las gestiona la unidad de control determinado el ángulo de cierre (dwell).

Unidad de control electrónica gobierna la tensión de la batería, en esta unidad tiene almacenado el numero de revoluciones de motor y de vació para poder calcular el avance. Para favorecer también el funcionamiento de motor también se conectan tres tipos de sensores uno de temperatura de motor (este sensor lo necesita para cuando e motor se pone en marcha en frió para atrasándolo y avanzando en caso de que la temperatura del motor este fuera de los parámetros de funcionamiento normal), el sensor de posición de mariposa con este sensor conseguimos atrasarlo en el momento de deceleración (así conseguimos rebajar la temperatura en la cámara de combustión y la correcta inflamación de la chispa) y con el sensor de picado conseguimos que cuando hay detonaciones no deseadas se realiza un avance o un atraso en la chispa según régimen de vueltas y nivel de carga (vació).

Modulo de potencia el funcionamiento usa una pequeña señal de la unidad de control electrónica que es amplificada mediante un transistor darlinton, que abre o cierra el campo magnético del primario.

Los cables de encendido se han mejorado poniéndoles resistencias antiparasitarias.

- VERIFICACIONES.



1º comprobaremos la tensión de batería (nos tiene que dar una tensión superior 12,5 v)

2º cuando se enciende, reciben tensión la bobina, el modulo de potencia y la UCE; UCE; desconectamos la clema (precaución desconectar uno de los bornes de la batería por seguridad de la unidad de control), nos debe dar tensión de batería. Si no es así comprobar la caída de tensión de cualquiera de los dos cables (el de entrada de uce como el de salida).
Bobina; comprobaremos colocando entre el borne 15 y una buena masa, nos tiene que dar la tensión de batería. (Comprobando que no halla caída de tensión).
Modulo de potencia; comprobaremos la caída de tensión y la tensión de alimentación.

3º verificaremos el captador inductivo, mediremos la resistencia de la bobina del captador, con la clema desconectada nos fijaremos en valor que nos da y compararemos con la que nos marca el fabricante en el caso de que no sea el correcto, cambiaremos el captador, nos tiene que dar una tensión 0,5 v constantes en caso que no fuera así o fuera intermitente nos indicaría que funcionaria incorrectamente con el voltímetro y el motor en marcha. En el caso de ser un captador Hall, conectaremos + y - con corriente continua nos tiene que dar 11,50 v y ahora entre el borne - y 0 nos tiene que dar 5 a 11 v según modelos en caso de no haber tensión comprobar la tensión de cableado en caso de estar bien sustituiremos la uce.

4º comprobaremos el modulo de potencia, conectamos un diodo al borne 14 ( + del captador) y una buena masa el diodo se tiene que encender intermitentemente en caso de contrario hacer las siguientes comprobaciones, comprobaremos si conecta o desconecta el primario, hay que haber desconectado el contador de revoluciones.

5º comprabaremos con la maquina de comprobación de chispa.

6º comprobaremos el sensor de presión absoluta, comprobamos la tensión de alimentación tiene que dar una tensión estabilizada 5,02 en caso contrario el problema se encuentra en la uce, con el motor parado nos tiene que dar algo menos 5 v y con el motor en marcha y el motor en relenti nos tiene que dar 0,5 v .

Conclusiones a grandes rasgos.



Puesto que los encendidos presentados han ido evolucionando partiendo de sus prececisores vamos a compararlos siguiendo el orden de desarrollo por lo que todas las mejoras de un sistema respecto a su predecesor también se hacen extensivas a todos los anteriores.

Encendido electrónico por captador inductivo - Ya no incluye ruptor, el corte de la alimentación del primario es más eficiente por lo que la calidad de la chispa es mejor.

Encendido electrónico por capatador Hall - El captador es más eficiente que el inductivo y mecánicamente más fiable, el avance de la electrónica permite integrar el avance por depresión en el módulo de control.

Encanecido Integral Dinámico - El captador recibe información de la posición del cigüeñal a través de una rueda dentada. Un calculador tiene en memoria un mapa que obtiene el avance del encendido más adecuado a las condiciones proporcionadas por los captadores. La chispa se produce en la bobina como en los anteriores y se distribuye igual. Por lo que sigue habiendo elementos mecánicos con movimiento implicados.

Encendido Integral Estático - El calculador es más complejo. Tiene varias bobinas unidas directamente a las bujías, y decide en cuál de ellas se produce la alta tensión de manera que la chispa se produce en la/s bujía/s unidas al secundario de esa bobina, que pueden ser dos en las bobinas dobles, o una en los más modernos. Ya no hay ningún elemento móvil y la electrónica lo controla todo

Autor:

Doctor Encendido





Creative Commons License
Estos contenidos son Copyleft bajo una Licencia de Creative Commons.
Pueden ser distribuidos o reproducidos, mencionando su autor.
Siempre que no sea para un uso económico o comercial.
No se pueden alterar o transformar, para generar unos nuevos.

 
TodoMonografías.com © 2006 - Términos y Condiciones - Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons. Creative Commons License