Sistemas de encendido: Tipos y Principios de funcionamiento

Sistemas de encendido
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Sistemas de encendido

Sistemas de encendido, para que un motor funcione necesita de una explosión producida por una reacción química entre el oxígeno del aire y la gasolina o nafta.

Para que esta reacción química se inicie se necesita aportar energía, de tal modo que se inicie la reacción en un punto de la cámara de combustión.

La energía servirá para encender la gasolina, provocando la propagación de la llama, produciendo la combustión dentro del cilindro.

Esta energía necesaria es aportada en forma de chispa entre los electrodos de la bujía (Click aquí para ver más sobre bujías).

Para realizar la combustión debe producirse una chispa entre los electrodos de la bujía que debe aplicarse una tensión de miles de voltios, pero las bajas tensiones de las baterías (Ver más sobre baterías), necesitan ser transformadas en altas tensiones, función que realiza una bobina de encendido.

El sistema de encendido de un motor es un sistema de distribución de chispa necesaria para la realización de la combustión, son utilizados en motores de gasolina o nafta de ciclo Otto y en versiones de 2 o 4 tiempos.
Sistemas de encendido
Sistemas de encendido

Partes del sistema de encendido

Básicamente un sistema de encendido está compuesto por:
  • La batería
  • Llave de encendido
  • Distribuidor (Según el sistema de encendido)
  • Bobina
  • Sensores (Según el sistema de encendido)
  • Unidad de control de motor (ECU) (Según el sistema de encendido)
  • Cables
  • Bujías

Tipos de encendido

La evolución en los automóviles también se ha dado en los sistemas de encendido de motor, a continuación se enumerarán los distintos tipos de sistemas de encendido que pueden montar los vehículos con motores de ciclo Otto:

  • Encendido convencional
  • Encendido transistorizado por contactos
  • Encendido transistorizado por efecto Hall
  • Por generador de impulsos por inducción
  • Controlado por la unidad de control

Encendido convencional

Los sistemas de encendido convencionales eran utilizados en vehículos hasta mediados de la década del 90 aproximadamente.

Básicamente un sistema de encendido convencional está compuesto por los siguientes componentes:

  • Batería: es la encargada de proporcionar la energía para el funcionamiento del circuito.
  • Llave de contacto: Cierra el circuito para que el sistema de encendido se ponga en funcionamiento.
  • Bobina de encendido: Transforma la baja tensión de batería en alta tensión.
  • Distribuidor: Es el elemento encargado de distribuir la chispa en el momento preciso.
  • Platino: Es quien conecta o desconecta el circuito primario de la bobina de encendido.
  • Leva: Se aloja en el eje del distribuidor, contiene tantos lados como cilindros posee el motor.
  • Condensador: Controla los picos de alto voltaje producidos en el secundario de la bobina de encendido.
  • Rotor: Es un elemento que distribuye junto con los contactos de la tapa del distribuidor, la chispa a las distintas bujías.
  • Avance de encendido: Estos sistemas son necesarios para el correcto funcionamiento del motor. Debido a que la combustión no se realiza de manera inmediata es necesario adelantar el salto de chispa en los distintos regímenes del motor.
  • Cables de bujías: Son necesarios para transmitir la corriente del sistema hasta las bujías.
  • Bujías de encendido: Por lo general se ubican en la cámara de combustión, son las encargadas de generar la chispa para que se realice la combustión.
Encendido Convencional
Encendido Convencional

Se puede decir que el momento que se coloca la llave en contacto y empieza a girar el motor el platino se abre y se cierra gracias al movimiento de la leva que está situada en el eje del distribuidor.

Cuando el platino se encuentra cerrado, entonces, fluye una corriente, de alrededor unos 4 amperes, por el primario de la bobina.

Mientras el platino se encuentra cerrado se está produciendo un campo magnético en el núcleo de hierro de la bobina.

En el momento que el platino se abre por acción de la leva, entonces la circulación de corriente es interrumpida en el primario de la bobina.

Las líneas magnéticas del inducen tensión en el bobinado secundario.

La tensión producida es alta gracias a la cantidad de espiras del bobinado secundario.

Esta corriente de alto voltaje sale por el cable de la bobina hacia el distribuidor, pasando por el rotor y luego es distribuida a las distintas bujías ubicadas en los cilindros correspondientes, según el orden de encendido del motor.

Finalmente el alto voltaje sale del distribuidor por medio de un cable de alta tensión hasta las bujías, donde entre sus electrodos se produce el salto de chispa.

Para más información sobre el encendido convencional click aquí.

Encendido transistorizado por contactos

Muy parecido al encendido convencional pero con la diferencia que hace uso de un elemento o bloque electrónico, que es un transistor de potencia, su función es la de cortar la corriente del bobinado primario de la bobina de encendido.

Tiene varias ventajas respecto al encendido convencional:

  • Mayor duración de los contactos del ruptor o platino.
  • Chispa de mayor potencia.
  • Los contactos están sometidos a bajas tensiones.

Encendido transistorizado por efecto Hall

En este sistema el platino o ruptor es sustituido por un generador de impulsos de efecto Hall.

El efecto Hall es un efecto físico que presentan algunos semiconductores.

El generador de impulsos físicamente se encuentra alojado en el distribuidor y se compone básicamente de:

  • Barrera magnética (Parte fija)
  • Pantalla magnética (Parte móvil giratoria)
Generador de impulsos de efecto Hall
Generador de impulsos de efecto Hall

1. Pantalla magnética
de anchura (a)
2. Pieza conductora
3. Circuito integrado Hall
4. Entrehierro
5. Imán y pieza conductora

 

 

 

La barrera magnética está formada por un imán permanente.

Todo sensor Hall siempre tiene tres conexiones, una para el positivo (por lo general es de 12 V), otra negativa o masa y otro cable de señal.

La pantalla magnética va unida al distribuidor, el número de las pantallas es igual al número de cilindros, que dirigen el campo magnético hacia la capa Hall cuando se encuentran frente al imán de esta manera se produce una tensión positiva en la salido del sensor Hall integrado.

El bloque electrónico o módulo tomará esa tensión producida por el sensor Hall y pondrá a masa el primario de la bobina de encendido,

En el momento que la pantalla deja de estar frente al imán, entonces el campo magnético deja de afectar al sensor Hall y deja de emitir voltaje.

La excitación del bloque electrónico desaparece y por consiguiente se interrumpe el primario de bobina y con ello se produce la chispa.

El avance de encendido en este sistema es igual que en el encendido convencional.

Por generador de impulsos por inducción

La inducción electromagnética es generada por impulsos eléctricos cuando hay variación de flujo magnético en el interior de una bobina.

El generador está ubicado en el distribuidor, está compuesto por:

  • Rotor (1) (Magnético, unido al eje del distribuidor con tantos dientes como cilindros)
  • Estator o unidad magnética (Imán permanente) (2)
  • Bobina (Arrollada en el núcleo magnético) (3)
  • Núcleo Magnético (4)
Generador de impulsos por inducción
Generador de impulsos por inducción

El entrehierro se ve reducido a medida que el diente del rotor se acerca al núcleo magnético, así el paso del flujo magnético es mejor aumentando la intensidad.

La variación de intensidad del flujo magnético produce en la bobina una tensión positiva.

El valor máximo positivo se produce justo antes de enfrentarse los dientes, ya que es en ese momento cuando el entrehierro disminuye con mayor rapidez.

El flujo magnético decrece cuando el diente comienza a alejarse. la tensión inducida en la bobina pasa a valores negativos y alcanza su valor mínimo.

En el momento en que los dientes se encuentran perfectamente alineados es cuando la tensión inducida cae a cero, por el motivo que la tensión pasa de positivo a negativo.

Justo en ese instante tiene lugar el encendido y debe coincidir con el salto de chispa en la bujía.

Controlado por la unidad de control

Los sistemas de encendido controlados por la unidad de control activan y controlan la bobina de encendido.

Ésta acción la realiza mediante la información de varios sensores.

Los sistemas de encendido electrónico integral suprimen varios componentes como el avance de encendido por ejemplo.

En el sistema integral se compone por:

  • Bobina de encendido
  • Distribuidor
  • Bujía
  • Unidad de control
  • Sensor de temperatura de motor
  • Sensor de posición de mariposa (TPS)
  • Sensor de revoluciones y punto muerto superior
  • Disco dentado
  • Llave de contacto
Encendido electrónico integral
Encendido electrónico integral

En el encendido totalmente electrónico el distribuidor no existe. La distribución de la chispa la realiza la unidad de control.

 

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