Funcionamiento del Encendido electrónico integral

Bobina de encendido
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Encendido electrónico integral

En el encendido electrónico integral se suprimen el número y la composición de los componentes. Esta vez desaparecen los elementos de corrección del avance del punto de encendido (regulador centrífugo y regulador de vacío), evitando la posibilidad de desajuste.
Además, también desaparece el generador de impulsos del interior del distribuidor, realizando ahora sus funciones los componentes electrónicos que son insertados en la unidad de control.

El distribuidor evoluciona a la vez que se perfecciona el sistema de encendido. Este tipo de encendido se limita a distribuir, como su propio nombre indica, la alta tensión procedente de la bobina a cada una de las bujías.

En algunos casos el generador de impulsos de efecto hall se incluye en el distribuidor para informar a la UCE sobre la posición de cada uno de los cilindros del motor.

Esquema típico de un sistema de encendido electrónico integral
Esquema típico de un sistema de encendido electrónico integral

Ventajas de un encendido electrónico integral

Este sistema cuenta con las siguientes ventajas:

  • Adaptación y regulación del encendido precisas en las diferentes condiciones de funcionamiento del motor.
  • Es posible la inclusión de parámetros de mando adicionales, por ejemplo, la temperatura del motor.
  • Buen comportamiento de arranque, mejor marcha al ralentí y consumo más reducido de combustible.
  • Posibilidad de regulación de la detonación. Las ventajas del encendido electrónico se muestran de forma más evidente mediante el campo característico del ángulo de encendido.
Comparación de la cartografía del ángulo de encendido.
Comparación de la cartografía del ángulo de encendido.

El campo característico de ángulo de encendido contiene para cada punto de funcionamiento del motor (cada número de revoluciones y punto de carga) el mejor ángulo de encendido elegible según la disposición del motor. Es decir, el punto de encendido se elige teniendo en cuenta factores como el consumo de combustible, gases de escape, distancia al límite de detonación, temperatura del motor, etc.

Las particularidades del sistema con respecto a los anteriores sistemas de encendido son el uso de componentes que envían señales para que la unidad de control las procese. Entre ellos se encuentran los que se detallan a continuación, teniendo en cuenta que las dos señales más importantes son las de régimen y estado de carga motor.

Captación del número de revoluciones por generador de impulsos de tipo inductivo

Está constituido por una corona dentada que va acoplada al volante de inercia del motor y un captador magnético frente a ella. El captador está formado por un imán permanente imantado; alrededor está enrollada una bobina donde se induce una tensión cada vez que pasa un diente de la corona dentada frente a él. Como resultado se detecta la velocidad de rotación del motor.

La señal se obtiene gracias a la variación del campo magnético que produce una rueda dentada (de material ferromagnético) que al girar frente a la bobina imantada hace variar el flujo que la atraviesa, lo que induce en su interior una corriente alterna. La frecuencia de la corriente de salida es proporcional a la velocidad de la rueda.

Cabe la posibilidad de que la corona dentada disponga de un diente, y su correspondiente hueco, más ancho que los demás, situado 90° antes de cada posición PMS. Cuando pasa este diente frente al captador, la tensión que se induce es mayor, lo que indica a la centralita electrónica que el pistón llegará al PMS 90° de giro después.

Situación del sensor de rpm y señal eléctrica que genera.
Situación del sensor de rpm y señal
eléctrica que genera.

Captador de depresión

Un captador de depresión tiene la función de transformar el valor de depresión que hay en el colector de admisión en una señal eléctrica que será enviada e interpretada por la centralita electrónica.

Su constitución es parecida a la de los distribuidores (regulador de vacío). Está formado por un núcleo que se desplaza por el interior de la bobina de un oscilador, cuya frecuencia eléctrica varía en función de la posición que ocupe el núcleo con respecto a la bobina.

Esquema de captador de depresión y montaje sobre el conjunto de encendido.
Esquema de captador de depresión y montaje sobre el conjunto de encendido.

Interruptor de mariposa

El interruptor de mariposa suministra, al ralentí y a plena carga del motor, una señal de conexión. La señal se puede detectar conectando un potenciómetro al eje de la mariposa.

Sensor de temperatura

Un sensor de temperatura del agua de tipo NTC situado en el bloque de motor suministra al aparato de mando una señal correspondiente para la temperatura del motor.

Sensor NTC (coeficiente negativo de temperatura): consta de una resistencia que aumenta al disminuir la temperatura del líquido refrigerante y viceversa. El sensor está construido a base de óxidos férricos semiconductores y su diseño puede adoptar diversas formas.

Cuando aumenta la temperatura a la que es sometida, su resistencia experimenta una disminución en su valor. Esta alteración, convertida en una variación de tensión, es lo que se transmite al elemento asociado para que se pueda conocer la temperatura.

Adicionalmente o en lugar de la temperatura del motor también puede medirse la temperatura del aire de admisión a través de otro sensor situado en el colector de admisión.

La variación de una resistencia NTC por término medio es de –3 y –5% por °C, y su valor nominal se define para 25 °C.

 Transmisor de temperatura del líquido refrigerante.
Transmisor de temperatura del líquido refrigerante.

Centralita electrónica

La centralita del encendido electrónico integral recibe señales del captador o generador de impulsos, entre otros, para saber el número de revoluciones del motor y la posición que ocupa con respecto al PMS. También recibe señales del captador de depresión para saber la carga del motor.

El conjunto de señales que llegan a la centralita se puede observar en la figura.

Esquema de bloques de una unidad de control de encendido.
Esquema de bloques de una unidad de control de encendido.
  1. Microcomputador
  2. Convertidor analógico-digital
  3. Etapa de potencia de encendido
  4. Sensor de rpm y posición PMS
  5. Señales de conexión (mariposa)
  6. CANbus
  7. Presión en el colector de admisión
  8. Temperatura del motor
  9. Temperatura del aire aspirado
  10. Tensión de batería

La presión del tubo de admisión, temperatura de motor, temperatura del aire de admisión y tensión de batería son magnitudes analógicas que son digitalizadas en el transformador digital analógico (2). El número de revoluciones, la posición del cigüeñal y las posiciones de la mariposa son magnitudes digitales y son llevadas directamente al microcomputador (1).

La elaboración de la señal se lleva a cabo en el microcomputador, compuesto de un microprocesador para la generación de compases. En el ordenador se calculan de nuevo para cada encendido los valores actualizados del ángulo de encendido y del ángulo de cierre, para suministrar al motor en cada punto de trabajo el momento de encendido óptimo como magnitud de salida. El circuito primario de la bobina de encendido es conectado mediante una etapa final de potencia (3) al aparato de mando electrónico.

Microcomputador: contiene todos los datos, incluido el campo característico, así como los programas para la capta- ción y el cálculo de las magnitudes de entrada y de salida.

En algunos motores, dentro de su sistema de encendido, se incluye un captador de picado que se instala cerca de las cámaras de combustión, capaz de detectar el inicio de picado.

Captador de picado

El captador de picado es un sensor de tipo piezoeléctrico colocado sobre el bloque motor y es capaz de informar que se ha producido una detonación en el interior del cilindro del motor mediante una señal de tensión a la UCE. A partir de este momento la UCE modifica el encendido, adoptando una curva de avance inferior.

Cuando el par resistente es elevado y la velocidad del motor es baja como, por ejemplo, al subir una pendiente, un exceso de avance en el encendido tiende a producir el efecto de picado o detonación.

Señal del sensor de picado
Señal del sensor de picado
Ubicación del sensor de picado
Ubicación del sensor de picado
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