Encendido convencional por ruptor: elementos y funcionamiento

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Encendido convencional (por ruptor)

Este sistema es el más sencillo de

los sistemas de encendido por bobina. Está compuesto por los siguientes

elementos:

• Bobina

de encendido : su función es acumular la energía eléctrica de encendido que

después se transmite en forma de impulso de alta tensión a través del

distribuidor a las bujías.

• Resistencia

previa: se utiliza en algunos sistemas de encendido (no siempre). Se pone en

cortocircuito en el momento de arranque para aumentar la tensión de arranque.

• Ruptor

(también llamado platinos): cierra y abre el circuito primario de la bobina de

encendido, que acumula energía eléctrica con los contactos del ruptor cerrados

que se transforma en impulso de alta tensión cada vez que se abren los

contactos.

• Condensador:

proporciona una interrupción exacta de la corriente primaria de la bobina y además

minimiza el salto de chispa entre los contactos del ruptor que lo inutilizarían

en poco tiempo.

• Distribuidor

de encendido (también llamado delco): distribuye la alta tensión de encendido a

las bujías en un orden predeterminado.

• Variador

de avance centrifugo: regula automáticamente el momento de encendido en función

de las revoluciones del motor.

• Variador

de avance de vació: regula automáticamente el momento de encendido en función

de la carga del motor.

• Bujías:

contiene los electrodos que es donde salta la chispa cuando recibe la alta

tensión, además la bujía sirve para hermetizar la cámara de combustión con el

exterior.

Funcionamiento:

Una vez que giramos la llave de

contacto a posición de contacto el circuito primario es alimentado por la tensión

de batería, el circuito primario está formado por el arrollamiento primario de

la bobina de encendido y los contactos del ruptor que cierran el circuito a

masa. Con los contactos del ruptor cerrados la corriente eléctrica fluye a masa

a través del arrollamiento primario de la bobina. De esta forma se crea en la

bobina un campo magnético en el que se acumula la energía de encendido. Cuando

se abren los contactos del ruptor la corriente de carga se deriva hacia el

condensador que está conectado en paralelo con los contactos del ruptor. El

condensador se cargará absorbiendo una parte de la corriente eléctrica hasta

que los contactos del ruptor estén lo suficientemente separados evitando que

salte un arco eléctrico que haría perder parte de la tensión que se acumulaba

en el arrollamiento primario de la bobina. Es gracias a este modo de funcionar,

perfeccionado por el montaje del condensador, que la tensión generada en el

circuito primario de un sistema de encendido puede alcanzar momentáneamente

algunos centenares de voltios.

Debido a que la relación entre el

número de espiras del bobinado primario y secundario es de 100/1

aproximadamente se obtienen tensiones entre los electrodos de las bujías entre

10 y 15000 Voltios.

Una vez que tenemos la alta tensión

en el secundario de la bobina esta es enviada al distribuidor a través del

cable de alta tensión que une la bobina y el distribuidor. Una vez que tenemos

la alta tensión en el distribuidor pasa al rotor que gira en su interior y que

distribuye la alta tensión a cada una de las bujías.

En la figura inferior se han

representado las variaciones de corriente y tensión (primaria y secundaria de

sus circuitos correspondientes) en función del tiempo. En la curva

correspondiente a la corriente primaria, pueden verse las oscilaciones y los

cambios de sentido de esta en el momento de abrirse los contactos del ruptor.

Las mismas oscilaciones se producen en la tensión primaria. En la curva

correspondiente a la tensión secundaria, pueden observarse el máximo valor alcanzado

por la tensión de encendido y la subida brusca de la misma (aguja de tensión),

para descender también bruscamente al valor de inflamación, en un cortísimo

espacio de tiempo. La tensión de inflamación es ondulada, debido a las

variaciones de flujo en el primario. La duración de la chispa supone un corte

espacio de tiempo en que los contactos del ruptor permanecen abiertos.

El distribuidor

Es el elemento más complejo y que

más funciones cumple dentro de un sistema de encendido. El distribuidor reparte

el impulso de alta tensión de encendido entre las diferentes bujías, siguiendo

un orden determinado (orden de encendido) y en el instante preciso.

Funciones:

• Abrir

y cerrar a través del ruptor el circuito que alimenta el arrollamiento primario

de la bobina.

• Distribuir

la alta tensión que se genera en el arrollamiento secundario de la bobina a

cada una de las bujías a través del rotor y la tapa del distribuidor.

• Avanzar

o retrasar el punto de encendido en función del nº de revoluciones y de la carga

del motor, esto se consigue con el sistema de avance centrifugo y el sistema de

avance por vacío respectivamente.

El movimiento de rotación del eje

del distribuidor le es transmitido a través del árbol de levas del motor. El

distribuidor lleva un acoplamiento al árbol de levas que impide en el mayor de

los casos el erróneo posicionamiento.

El distribuidor tiene en su parte

superior una tapa de material aislante en la que están labrados un borne

central y tantos laterales como cilindros tenga el motor. Sobre el eje que

mueve la leva del ruptor se monta el rotor o dedo distribuidor, fabricado en

material aislante similar al de la tapa. En la parte superior del rotor se

dispone una lámina metálica contra la que se aplica el carboncillo empujado por

un muelle, ambos alojados en la cara interna del borne central de la tapa. La

distancia entre el borde de la lámina del rotor y los contactos laterales es de

0,25 a 0,50 mm. Tanto el rotor como la tapa del distribuidor, solo admiten una

posición de montaje, para que exista en todo momento un perfecto sincronismo

entre la posición en su giro del rotor y la leva.

Con excepción del ruptor de

encendido, todas las piezas del distribuidor están prácticamente exentas de

mantenimiento.

Tanto la superficie interna como

externa de la tapa del distribuidor está impregnada de un barniz especial que

condensa la humedad evitando las derivaciones de corriente eléctrica, así como

repele el polvo para evitar la adherencia de suciedad que puede también

provocar derivaciones de corriente.

La interconexión eléctrica entre la

tapa del distribuidor y la bobina, así como la salida para las diferentes

bujías, se realiza por medio de cables especiales de alta tensión, formados en

general por un hilo de tela de rayón impregnada en carbón, rodeada de un

aislante de plástico de un grosor considerable. La resistencia de estos cables

es la adecuada para suprimir los parásitos que afectan a los equipos de radio

instalados en los vehículos.

Sistemas de encendido con doble

ruptor y doble encendido

Teniendo en cuenta que a medida que

aumenta el número de cilindros en un motor (4,6,8 …. cilindros) el ángulo

disponible de encendido se hace menor (ángulo = 360/nº cilindros) por lo tanto,

y sobre todo a altas revoluciones del motor puede ser que el sistema de

encendido no genere tensión suficiente para hacer saltar la chispa en las

bujías. Para minimizar este inconveniente se recurre a fabricar distribuidores

con doble ruptor como el representado en la figura, que como puede observarse

se trata de un distribuidor para un motor de 6 cilindros. Al llevar dos juegos

de contactos que se abren alternativamente, el tiempo de que disponen para

realizar la apertura es doble, por cuya razón la leva es de solo tres lóbulos o

excentricidades. Además, estos distribuidores deben tener en su cabeza dos

"rotores" (en vez de uno como hemos visto hasta ahora) que

distribuyan la alta tensión generada por sendas bobinas de encendido.

Circuito con doble ruptor

En los motores de 6, 8 y 12

cilindros, con el fin de obtener un mayor ángulo de cierre del ruptor o lo que

es lo mismo para que la bobina tenga tiempo suficiente para crear campo

magnético, se disponen en el distribuidor dos ruptores accionados

independientemente (figura inferior) cada uno de ellos por una leva (2) y (3)

con la mitad de lóbulos y dos bobinas de encendido (4) y (5) formando circuitos

separados; de este modo cada ruptor dispone de un tiempo doble para abrir y

cerrar los contactos. Los ruptores van montados con su apertura y cierre

sincronizados en el distribuidor, el cual lleva un doble contacto móvil (6) Y

(7), tomando corriente de cada una de las salidas de alta de las bobinas,

alimentando cada una de ellas a la mitad de los cilindros en forma alternativa

Circuito de doble encendido (Twin

Spark)

Otra disposición adoptada en

circuitos de encendido con doble ruptor es el aplicado a vehículos de altas

prestaciones, en los que en cada cilindro se montan dos bujías con salto de

chispa simultánea. En este circuito los ruptores situados en el distribuidor

abren y cierran sus contactos a la vez, estando perfectamente sincronizados en

sus tiempos de apertura con una leva de tantos lóbulos como cilindros tiene el

motor. Cada uno de los circuitos se alimenta de una bobina independiente, con

un impulso de chispa idéntico para cada serie de bujías.

Encendido convencional con ayuda

electrónica

El sistema de encendido

convencional tiene unas limitaciones que vienen provocadas por los contactos

del ruptor. Estos contactos solo pueden trabajar con corrientes eléctricas de

hasta 5 A, en efecto si la intensidad eléctrica que circula por el primario de

la bobina es de valor bajo, también resultara de bajo valor la corriente de

alta tensión creada en el arrollamiento secundario y de insuficiente la

potencia eléctrica para conseguir el salto de la chispa entre los electrodos de

la bujía. Se necesitan por lo tanto valores elevados de intensidad en el

arrollamiento primario de la bobina para obtener buenos resultados en el arrollamiento

secundario. Como vemos lo dicho está en contradicción con las posibilidades

verdaderas del ruptor y sus contactos ya que cada vez que el ruptor abre sus

contactos salta un arco eléctrico que contribuye a quemarlos, transfiriendo

metal de un contacto a otro. En la figura inferior se ve la disgregación de los

puntos de contacto del ruptor; los iones positivos son extraídos del contacto

móvil (positivo) creando huecos y depositando el material al contacto fijo

(negativo) formando protuberancias.

Con la evolución de la electrónica

y sus componentes este problema se solucionó. La utilización del transistor

como interruptor, permite manejar corrientes eléctricas mucho más elevadas que

las admitidas por el ruptor, pudiéndose utilizar bobinas para corrientes

eléctricas en su arrollamiento primario de más de 10 A.

Un transistor de potencia puede

tener controlada su corriente de base por el ruptor de modo que la corriente

principal que circula hacia la bobina no pase por los contactos de ruptor sino

por el transistor (T) como se ve en el esquema inferior. La corriente eléctrica

procedente de la batería entra la unidad de control o centralita de encendido,

en ella pasa a través del transistor cuya base se polariza negativamente cuando

los contactos (R) se cierran guiados por la leva. En este caso el distribuidor

es el mismo que el utilizado en el encendido convencional, pero la corriente

que circula por los contactos de ruptor ahora es insignificante. Con la suma

del diodo zenner (DZ) y el juego de resistencias (R1, R2 y R3) puede

controlarse perfectamente la corriente de base y proceder a la protección del

transistor (T).

Cuando los contactos del ruptor (R)

se abren, guiados por el movimiento de la leva, la polarización negativa de la

base del transistor desaparece y entonces el transistor queda bloqueado

cortando la corriente eléctrica que pasa por la bobina. El corte de corriente

en el arrollamiento primario de la bobina es mucho más rápido que en los

encendido convencionales de modo que la inducción se produce en unas

condiciones muy superiores de efectividad.

Los sistemas de encendido con ayuda

electrónica, tienen unas ventajas importantes con respecto a los encendidos

convencionales:

• Los

ruptores utilizados en la actualidad, pese a la calidad de sus materiales (los

contactos son de tungsteno), solamente soportan corrientes de hasta 5 A, sino

se quiere acortar su vida útil rápidamente, mientras que los transistores son

capaces de trabajar con corrientes de hasta 15 A, sin problemas de

funcionamiento en toda su vida útil, por lo que los periodos de mantenimiento

en estos sistemas de encendido se alargan considerablemente.

• Debido

a que los transistores pueden trabajar con corrientes elevadas, se utiliza

bobinas de encendido con arrollamiento primario de pocas espiras (bobinas de

baja impedancia). Con la reducción del número de espiras y el consiguiente

descenso de la autoinducción se consigue alcanzar el valor máximo de la

corriente primaria en un tiempo sensiblemente menor, cuando se cierran los

contactos del ruptor, pues la oposición que presenta la bobina (autoinducción)

a establecerse la corriente primaria, es notablemente menor. La formación del

campo magnético es mucho más rápida, almacenándose la máxima energía en un

corto espacio de tiempo, lo que en regímenes elevados no es posible obtener en

los sistemas de encendido convencionales, debido al poco tiempo que los

contactos del ruptor permanecen cerrados.

• En

el encendido con ayuda electrónica, el ruptor (platinos) solamente se ocupa de

conmutar la corriente de base del transistor (300 a 500 mA), con lo que el

"chispeo" clásico que se produce en los encendidos convencionales no

tiene lugar aquí y no es preciso utilizar el condensador, cuya función de corte

rápido de la corriente primaria ya no es necesaria, porque esta función la

desempeña el transistor.

En la figura de la inferior puede

verse otro tipo de encendido con ayuda electrónica. El transistor T1 tiene un

circuito emisor-base gobernado por los contactos del ruptor, que estando

cerrados le hacen conducir y de esta forma se establece el circuito base-emisor

del transistor T2, lo cual permite que circule la corriente por el

arrollamiento primario de la bobina a través del colector-emisor del T2. Cuando

los contactos de ruptor se abren queda interrumpido el circuito emisor-base de

T1, bloqueándose este transistor, lo que impide al mismo tiempo la conducción

de T2 cuyo circuito base-emisor esta ahora interrumpido. El conjunto electrónico

formado dispone de otros componentes (resistencias, diodos y condensadores),

algunos de los cuales no se han representado en la figura, cuya misión es la de

proteger a los transistores contra sobrecargas. Como a los transistores

empleados para la conmutación en los sistemas de encendido, se les exige una

alta potencia y gran resistencia a tensiones eléctricas. Actualmente suele

emplearse para esta función un transistor de tipo doble de Darlington.

El encendido con ayuda electrónica

puede ser tan simple como añadir un circuito electrónico adecuado, al sistema

de encendido que ya tenemos montado en el vehículo, sin necesidad de cambiar

ningún componente, solo habría que desconectar o suprimir el condensador. En la

figura inferior tenemos un "kit" de encendido de este tipo.

También hay la opción de comprar un

"kit" (figura inferior) que trae una bobina de mayor potencia, una

centralita electrónica y unas resistencias adicionales. Este "kit"

proporciona mejores prestaciones que la solución anterior.

El encendido con ayuda electrónica

esta generalmente reservado a la instalación en el sector de recambios o

"after market" a nivel de los profesionales, aunque los particulares

pueden realizar ellos mismos la transformación, montando la centralita, una

bobina adecuada (baja impedancia) con resistencias adicionales, suprimir el

condensador, siendo recomendable poner nuevo el ruptor, las bujías, cables de

alta tensión.

Funcionamiento

En el esquema inferior se puede ver

el esquema un kit de encendido con ayuda electrónica del fabricante BOSCH. El

suministro de tensión al primario de la bobina se lleva a cabo a través de un

par de resistencias adicionales (3), normalmente conectadas en serie. Al

efectuar el arranque se puentea la resistencia izquierda a través del terminal

(4), al motor de arranque. Con ello se dispone de un mayor suministro de

energía a través de la resistencia adicional derecha, en la bobina de

encendido. Esta compensa la desventaja derivada del proceso de arranque y de la

caída de tensión en la batería (por el gran consumo de corriente eléctrica que

necesita el motor de arranque). Las resistencias previas sirven para limitar la

corriente primaria en bobinas de encendido de baja resistencia y rápida carga.

Con ello evitan, especialmente a bajas revoluciones, una sobrecarga en la

bobina de encendido y protegen el contacto del ruptor de encendido.

Las resistencias adicionales y una

bobina de encendido de carga rápida permiten conseguir la optimización del

encendido en todo el margen de revoluciones del motor.

El transistor y los componentes que

le rodean (diodos, resistencias, etc.) se encierran en una caja de aluminio

provista de aletas de refrigeración, evacuándose así el calor al que son muy

sensibles los transistores. Por esta razón la situación de esta caja debe ser

lo más alejada posible del motor en el montaje sobre el vehículo.

El encendido electrónico sin

contactos también llamado "encendido transistorizado"

Con la introducción de la

electrónica en los sistemas de encendido convencionales (con "ayuda

electrónica") solo faltaba dar un paso y sustituir el sistema mecánico que

supone el ruptor, siempre sometido a desgastes y a los inconvenientes debidos

al rebote de los contactos a altos regímenes del motor que producen fallos de encendido

en el motor. En el encendido convencional mediante bobina, el número de chispas

suministradas está limitado a unas 18000 por minuto y en el encendido con ayuda

electrónica a unas 21000. A partir de aquí sobreviene el consabido rebote de

contactos, por lo que estos tipos de encendido, sobre todo en motores de altas

prestaciones están limitados. Además, el ruptor está sometido a desgastes en su

accionamiento, como es el desgaste de la fibra sobre la que actúa la leva que

abre y cierra los contactos. El desgaste de esta pieza implica un desfase del

punto de encendido y variación del ángulo Dwell, lo que obliga a reajustar la

separación de los contactos periódicamente, con los consiguientes gastos de

mantenimiento que ello supone.

La estructura básica de un sistema

de encendido electrónico (figura de la derecha), donde se ve que la corriente

que atraviesa el primario de la bobina es controlada por un transistor (T), que

a su vez está controlado por un circuito electrónico, cuyos impulsos de mando

determinan la conducción o bloqueo del transistor. Un generador de impulsos (G)

es capaz de crear señales eléctricas en función de la velocidad de giro del

distribuidor que son enviadas al formador de impulsos, donde debidamente

conformadas sirven para la señal de mando del transistor de conmutación. El

funcionamiento de este circuito consiste en poner la base de transistor de

conmutación a masa por medio del circuito electrónico que lo acompaña, entonces

el transistor conduce, pasando la corriente del primario de la bobina por la

unión emisor-colector del mismo transistor. En el instante en el que uno de los

cilindros del motor tenga que recibir la chispa de alta tensión, el generador G

crea un impulso de tensión que es enviado al circuito electrónico, el cual lo aplica

a la base del transistor, cortando la corriente del primario de la bobina y se

genera así en el secundario de la bobina la alta tensión que hace saltar la

chispa en la bujía. Pasado este instante, la base del transistor es puesta

nuevamente a masa por lo que se repite el ciclo.

Un encendido electrónico está

compuesto básicamente por una etapa de potencia con transistor de conmutación y

un circuito electrónico formador y amplificador de impulsos alojados en la

centralita de encendido (4), al que se conecta un generador de impulsos situado

dentro del distribuidor de encendido (4). El ruptor en el distribuidor es

sustituido por un dispositivo estático (generador de impulsos), es decir sin

partes mecánicas sujetas a desgaste. El elemento sensor detecta el movimiento

del eje del distribuidor generando una señal eléctrica capaz de ser utilizada

posteriormente para comandar el transistor que pilota el primario de la bobina.

Las otras funciones del encendido quedan inmóviles conservando la bobina (2),

el distribuidor con su sistema de avance centrifugo y sus correcciones por

depresión.

En el encendido electrónico o

llamado también transistorizado ha sido utilizado mayoritariamente por los

constructores de automóviles debido a su sencillez, prestaciones y fiabilidad.

Este tipo de encendido se llama comúnmente "breakerless" utilizando

una palabra inglesa que significa sin ruptor.

Teniendo en cuenta el tipo de

captador o sensor utilizado en el distribuidor se pueden diferenciar dos tipos

de encendido electrónico:

• Encendido

electrónico con generador de impulsos de inducción. BOSCH lo denomina TZ-I

otros fabricantes lo denominan TSZ-I.

• Encendido

electrónico con generador Hall. BOSCH lo denomina TZ-H.

El generador de impulsos de

inducción

Es uno de los más utilizados en los

sistemas de encendido electrónicos. Está instalado en la cabeza del

distribuidor sustituyendo al ruptor, la señal eléctrica que genera se envía a

la unidad electrónica (centralita) que gestiona el corte de la corriente del

bobinado primario de la bobina, para generar la alta tensión que se manda a las

bujías.

El generador de impulsos está

constituido por una rueda de aspas llamada "rotor", de acero

magnético, que produce durante su rotación una variación del flujo magnético

del imán permanente que induce de esta forma una tensión en la bobina que se

hace llegar a la unidad electrónica. El imán permanente, el arrollamiento de

inducción y el núcleo del generador de inducción componen una unidad

constructiva compacta, "el estator". La rueda tiene tantas aspas como

cilindros tiene el motor y a medida que se acerca cada una de ellas a la bobina

de inducción, la tensión va subiendo cada vez con más rapidez hasta alcanzar su

valor máximo cuando la bobina y el aspa estén frente a frente (+V). Al alejarse

el aspa siguiendo el giro, la tensión cambia muy rápidamente y alcanza su valor

negativo máximo (-V).

El valor de la tensión (V) depende

de la velocidad de giro del motor: aproximadamente 0,5 V a bajas revoluciones y

cerca de 10 V a altas revoluciones. En este cambio de tensión se produce el

encendido y el impulso así originado en el distribuidor se hace llegar a la

unidad electrónica. Cuando las aspas de la rueda no están enfrentadas a la

bobina de inducción no se produce el encendido.

Principio de funcionamiento

Como hemos dicho anteriormente el

generador de impulsos se encuentra situado en el distribuidor en el mismo lugar

en el que se encontraba el ruptor. Exteriormente, solo el cable de dos hilos

que se enchufa al distribuidor revela que se trata de un generador de impulsos

inductivo. El distribuidor utilizado en este sistema de encendido como en los

utilizados en los encendido convencionales, la variación del punto de encendido

se obtiene mecánicamente, mediante un dispositivo de avance por fuerza

centrífuga y otro por depresión o vacío. Los dispositivos de avance al punto de

encendido siempre funcionan desplazando el punto de encendido en sentido de

avance. El corrector por depresión realiza una variación suplementaria del

punto de encendido. En algunos regímenes de funcionamiento del motor, por

ejemplo, al ralentí o al régimen de freno motor la combustión de la mezcla es

particularmente mala y la concentración de sustancias tóxicas en los gases de

escape es entonces más elevada que lo normal. Para mejorar esta combustión, una

corrección del encendido en el sentido de retraso será necesario en muchos

casos; esta se realiza mediante un segundo corrector de avance por depresión.

Uno de los tipos de distribuidor

utilizado en este sistema de encendido es el que está compuesto por una rueda

de aspas o disparadora (Trigger wheel) que hace de rotor y funciona como la

leva de los distribuidores para encendidos convencionales y un generador de

impulsos que hace las veces de ruptor y que detecta cada vez que pasa una de

los salientes del rotor. El generador de impulsos está fijado en el plato que

era antes porta-ruptor. En la figura se muestra el esquema de esta disposición,

donde el imán permanente (1) crea su flujo magnético en el entrehierro (2) que

afecta a la bobina (3), de tal forma, que las variaciones del entrehierro

producidas con el giro del rotor (4) cada vez que se enfrentan los salientes

del rotor, producen variaciones del flujo que afectan a la bobina, creándose en

ella impulsos de tensión, que son enviados a la centralita de encendido.

Para ver un esquema completo de un

distribuidor (Trigger wheel) pulsa en la figura de la inferior.

Como se ve en distribuidor de la

figura (inferior derecha), la estructura del generador de impulsos no tiene

mucho que ver con el estudiado anteriormente de forma teórica, aunque su principio

de funcionamiento sea el mismo. El núcleo ligeramente magnético del

arrollamiento inductivo tiene la forma de un disco, llamado "disco

polar" (3). El disco polar lleva en su parte exterior el dentado del

estator dirigido hacia arriba. Correspondientemente el dentado del rotor (9)

está dirigido hacia abajo.

La rueda generadora de impulsos,

comparable a la leva del encendido del ruptor, va montada fija en el eje hueco

("4" figura inferior), el cual rodea el eje del distribuidor

("3" figura inferior izq.). El número de dientes de la rueda del

generador y del disco polar coincide por regla general con él con el número de

cilindros del motor.

Entre los dientes fijos y móviles

hay, en oposición directa, una distancia aproximada de 0,5 mm.

La unidad de control o centralita

electrónica de encendido (también llamada "amplificador" en muchos

manuales) recibe los impulsos eléctricos que le envía el generador de impulsos

desde el distribuidor, esta centralita está dividida en tres etapas fundamentales

como son:

• modulador

de impulsos

• mando

de ángulo de cierre

• estabilizador

El modulador de impulsos transforma

la señal de tensión alterna que le llega del generador de inducción, en una

señal de onda cuadrada de longitud e intensidad adecuadas para el gobierno de

la corriente primaria y el instante de corte de la misma. Estas magnitudes

(longitud e intensidad de impulsos), son independientes de la velocidad de

rotación del motor.

El estabilizador tiene la misión de

mantener la tensión de alimentación lo más constante posible. El mando del

ángulo de cierre varia la duración de los impulsos de la señal conformada de

onda cuadrada en función de la velocidad de rotación del motor.

En la figura superior se muestra la

transformación que sufre la señal del generador de inducción una vez que entra

en la centralita y como es adecuada en las diferentes etapas de la misma para

más tarde salir y alimentar al primario de la bobina y así provocar el

encendido. La tensión alterna que se crea en el generador de impulsos es

enviada a la unidad de control (centralita) donde el modulador 2a, que es un

circuito electrónico multivibrador, la transforma en una onda cuadrada,

adecuada para el gobierno de la corriente primaria. Esta señal de onda cuadrada

pasa a continuación al circuito electrónico 2b de mando del ángulo de cierre,

que realiza una modificación de la longitud de los impulsos, adaptándolos a la

velocidad de rotación del motor para así poder gobernar el ángulo de cierre, es

decir, para poder adecuar el tiempo de conducción del primario de la bobina al

régimen de giro del motor, de manera que en cualquier condición de

funcionamiento, se alcance siempre el valor máximo de la corriente primaria y

se obtenga la saturación magnética, lo cual se logra haciendo que el instante

de comienzo del paso de corriente por el arrollamiento primario se adelante en

el tiempo a medida que aumenta el régimen de giro del motor, en lo que se

conoce como ángulo de cierre variable. Seguidamente, la señal pasa a la etapa

de excitación 2c, que amplifica los impulsos y los adapta para el gobierno

posterior por medio de un transistor Darlington en la etapa de potencia 2d, que

es la encargada de cortar o dar paso a la corriente primaria para que se

produzca la alta tensión en el secundario de la bobina.

Las unidades de control de estos

sistemas de encendido están construidas casi exclusivamente en técnica híbrida,

por lo que ofrecen gran densidad de integración con reducido peso y buena

fiabilidad.

En algunos sistemas de encendido,

la unidad de control se acopla al mismo distribuidor, fijándose a el mediante

tornillos en el exterior de la carcasa como se ve en la figura inferior, lo

cual facilita el conexionado del generador de impulsos del distribuidor con la

centralita de encendido.

En la figura superior se aprecia el

esquema eléctrico de la unidad de control, en él se ven de manera simplificada

la etapa de entrada, indicada por tres cuadrados (6a, 6b, 6c), la etapa de

amplificación (6d), y la etapa de salida (6e) constituida por un montaje

Darlington.

Generador de impulsos de efecto

Hall

El otro sistema de encendido

electrónico utilizado, es el que dispone como generador de impulsos el llamado

de "efecto Hall". El funcionamiento del generador de impulsos de

"efecto Hall" se basa en crear una barrera magnética para

interrumpirla periódicamente, esto genera una señal eléctrica que se envía a la

centralita electrónica que determina el punto de encendido.

En el distribuidor se dispone el

generador de efecto Hall que está compuesto por un tambor obturador (1) de

material diamagnético, solidario al eje del distribuidor de encendido, con

tantas ranuras como cilindros tenga el motor. El tambor obturador, en su giro,

se interpone entre un cristal semiconductor alimentado por corriente continua y

un electroimán. Cuando la parte metálica de pantalla (2) se sitúa entre el semiconductor

y el electroimán, el campo magnético de este último es desviado y cuando entre

ambos se sitúa la ranura del semiconductor, recibe el campo magnético del imán

y se genera el "efecto Hall".

Cuando el motor gira, el obturador

va abriendo y cerrando el campo magnético Hall generando una señal de onda

cuadrada que va directamente al módulo de encendido.

El sensor Hall esta alimentado

directamente por la unidad de control a una tensión de 7,5 V aproximadamente.

La unidad de control tiene la

misión de hacer conducir o interrumpir el paso de corriente por el transistor

de potencia o lo que es lo mismo dar paso o cortar la corriente a través del

primario de la bobina de encendido; pero además también efectúa otras funciones

sobre la señal del primario de la bobina como son:

1.- Limitación de corriente:

Debido a que este tipo de

encendidos utilizan una bobina con una resistencia del arrollamiento primario

muy bajo (valores inferiores a 1 ohmio) que permite que el tiempo de carga y

descarga de la bobina sea muy reducido: pero presentando el inconveniente de

que a bajos regímenes la corriente puede llegar hasta 15 A lo cual podría dañar

la bobina y la centralita. Para evitar esto la unidad de control incorpora un

circuito que se encarga de controlar la intensidad del primario a un máximo de

6 A.

2.- Regulación del tiempo de

cierre:

La gran variación de tiempo entre

dos chispas sucesivas a altas y bajas revoluciones hace que los tiempos de

carga sean a la vez muy dispares produciendo tiempos de saturación de la bobina

de encendido excesivos en algunos casos y energía insuficiente en otros.

Para evitar esto el modulo

incorpora un circuito de control que actúa en base a la saturación del

transistor Darlington para ajustar el tiempo de cierre el régimen del motor.

Como la regulación del ángulo de

cierre y la limitación de la corriente dependen directamente de la corriente

primaria y del tiempo, se regulan los efectos de las variaciones de tensión de

la batería y los de la temperatura u otras tolerancias de la bobina de

encendido. Esto hace que este sistema de encendido sea especialmente adecuado

para los arranques en frío. Puesto que, debido a la forma de la señal Hall

puede fluir corriente primaria estando parado el motor y conectado el

conmutador de encendido y arranque, las unidades de control están dotadas de

una conexión adicional capaz de desconectar después de algún tiempo esa

"corriente de reposo".

Las unidades de control utilizadas

en este tipo de encendido al igual que las utilizadas en encendido con generador

inductivo están construidos en técnica híbrida. Esto permite agrupar en un solo

elemento por ejemplo la bobina de encendido y la unidad de control o la unidad

de control junto con el distribuidor. Debido a la potencia de perdida que

aparece en la unidad de control y la bobina de encendido, es necesaria una

refrigeración suficiente y un buen contacto térmico con la carrocería. La

unidad de control de este sistema de encendido es similar al del generador de

impulsos de inducción. La figura inferior muestra su esquema eléctrico de

conexiones, donde se aprecia que dispone de tres etapas funcionales: la de

potencia (6c) que incluye el transistor Darlington que comanda el primario de

la bobina de encendido, la etapa moduladora y amplificadora (6b) de los impulsos

y la etapa estabilizadora (6a) de la tensión.

El generador de impulsos se conecta

en este caso con la unidad de control por medio de tres hilos conductores (como

se ve en el esquema de la figura), que permiten alimentar de corriente el

circuito Hall (bornes + y -) y transmitir las señales de mando a la unidad de

control (borne o).

En la figura inferior se presenta

un esquema de encendido electrónico por transistores. Consta de tres etapas que

vienen determinadas por los bloques de captación de impulsos, de pre

amplificación y de amplificación de potencia.

Su funcionamiento es el siguiente:

Cuando la rueda generadora de

impulsos se encuentra en posición neutra, sin alimentar la base de T1, ocurre

que el transistor de potencia (T4) está pasante ya que la corriente le llega a

través de la resistencia R1 y le proporciona polarización positiva de base, con

lo que la corriente principal lo atraviesa desde +BAT a masa dando una buena

alimentación al arrollamiento primario de la bobina de encendido. Por otra

parte, en el circuito preamplificador, la entrada de corriente por la línea

positiva +BAT alimenta la base del transistor T2 a través de las resistencias

R2 y R3. Esta polarización positiva de la base permite el paso de la corriente

desde R4 y R6 a masa. En estas condiciones el condensador C1 se carga, pero

permanece inactivo mientras no haya cambio en el flujo de la corriente

principal de T2.

Cuando se percibe una señal

procedente de la sonda del generador de impulsos que circula hacia la base del

transistor T1, polarizándolo positivamente a través de la resistencia R8, este

transistor se vuelve conductor y acapara el paso de la corriente desde R2 hasta

R5; la base de T2 se queda sin corriente y T2 se bloquea. Esta situación se

hace sensible en C1, el cual sufre una descarga positiva que alimenta la base

de T3. Ello establece el paso de la corriente desde R1 a -BAT de modo que la

base de T4 se queda ahora polarizada negativamente. Como consecuencia de ello

se bloquea T4 y la corriente que alimentaba el arrollamiento primario de la

bobina se queda sin corriente. Es el momento de la inducción y del inmediato

salto de la chispa en la bujía. Cuando el impulso de base del transistor T1

cesa, se vuelve a la situación inicial y la bobina vuelve a tener masa a través

del transistor T4. Este ciclo se reproduce constantemente durante el estado de

funcionamiento del dispositivo.

En el segundo esquema inferior

tenemos otro tipo de esquema para encendido electrónico.

Encendido electrónico integral

Una vez más el distribuidor

evoluciona a la vez que se perfecciona el sistema de encendido, esta vez

desaparecen los elementos de corrección del avance del punto de encendido

("regulador centrifugo" y "regulador de vació") y también

el generador de impulsos, a los que se sustituye por componentes electrónicos.

El distribuidor en 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.

El tipo de sistema de encendido al

que nos referimos ahora se le denomina: "encendido electrónico

integral" y sus particularidades con respecto a los sistemas de encendido

estudiados hasta ahora son el uso de:

• Un

sensor de rpm del motor que sustituye al "regulador centrifugo" del

distribuidor.

• Un

sensor de presión que mide la presión de carga del motor y sustituye al

"regulador de vacío" del distribuidor.

Las ventajas de este sistema de

encendido son:

1. Posibilidad

de adecuar mejor la regulación del encendido a las variadas e individuales

exigencias planteadas al motor.

2. Posibilidad

de incluir parámetros de control adicionales (por ejemplo: la temperatura del

motor).

3. Buen

comportamiento del arranque, mejor marcha en ralentí y menor consumo de

combustible.

4. Recogida

de una mayor cantidad de datos de funcionamiento.

5. Viabilidad

de la regulación antidetonante.

La superioridad de este encendido

se aprecia claramente observando la cartografía de encendido donde se aprecia

los ángulos de encendido para cada una de las situaciones de funcionamiento de

un motor (arranque, aceleración, retención, ralentí y etc.). El ángulo de

encendido para un determinado punto de funcionamiento se elige teniendo en

cuenta diversos factores como el consumo de combustible, par motor, gases de

escape distancia al límite de detonación, temperatura del motor, aptitud

funcional, etc. Por todo lo expuesto hasta ahora se entiende que la cartografía

de encendido de un sistema de encendido electrónico integral es mucho más

compleja que la cartografía de encendido electrónico sin contactos que utiliza

"regulador centrifugo" y de "vacío" en el distribuidor.

Si además hubiese que representar

la influencia de la temperatura, que normalmente no es lineal, u otra función

de corrección, sería necesaria para la descripción del ángulo de encendido de

un "encendido electrónico integral" una cartografía tetra dimensional

imposible de ilustrar.

Funcionamiento

La señal entregada por el sensor de

vacío se utiliza para el encendido como señal de carga del motor. Mediante esta

señal y la de rpm del motor se establece un campo característico de ángulo de

encendido tridimensional que permite en cada punto de velocidad de giro y de

carga (plano horizontal) programar el ángulo de encendido más favorable para

los gases de escape y el consumo de combustible (en el plano vertical). En el

conjunto de la cartografía de encendido existen, según las necesidades,

aproximadamente de 1000 a 4000 ángulos de encendido individuales.

Con la mariposa de gases cerrada,

se elige la curva característica especial ralentí/empuje. Para velocidades de

giro del motor inferiores a la de ralentí inferiores a la de ralentí nominal,

se puede ajustar el ángulo de encendido en sentido de "avance", para

lograr una estabilización de marcha en ralentí mediante una elevación en el par

motor. En marcha por inercia (cuesta abajo) están programados ángulos de

encendido adecuados a los gases de escape y comportamiento de marcha. A plena

carga, se elige la línea de plena carga. Aquí, el mejor valor de encendido se

programa teniendo en cuenta el límite de detonación.

Para el proceso de arranque se

pueden programar, en determinados sistemas, un desarrollo del ángulo de

encendido en función de la velocidad de giro y la temperatura del motor, con

independencia del campo característico del ángulo de encendido. De este modo se

puede lograr un mayor par motor en el arranque.

La regulación electrónica de

encendido puede ir integrada junto a la gestión de inyección de combustible

(como se ve en el esquema inferior) formando un mismo conjunto como ocurre en

el sistema de inyección electrónica de gasolina denominado

"Motronic". Pero también puede ir la unidad de control de encendido

de forma independiente como se ve en el sistema de inyección electrónica

denominado "LE2-jetronic".

Para saber el nº de rpm del motor y

la posición del cigüeñal se utiliza un generador de impulsos del tipo

"inductivo", que 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, alrededor esta 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 corona dentada dispone de un diente, y su correspondiente hueco, más

ancho que los demás, situado 90º antes de cada posición p.m.s. Cuando pasa este

diente frente al captador la tensión que se induce es mayor, lo que indica a la

centralita electrónica que el pistón llegara al p.m.s. 90º de giro después.

Para saber la carga del motor se

utiliza 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 al utilizado en los distribuidores ("regulador de vació"),

se diferencia en que su forma de trabajar ahora se limita a mover 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.

La señal del captador de depresión

no da una medida exacta de la carga del motor para esto es necesario saber la

cantidad de masa de aire que entra en los cilindros (caudalimetro) y esto en

los motores de inyección electrónica de gasolina es un dato conocido por lo que

la señal de carga utilizada para la preparación de la mezcla puede usarse

también para el sistema de encendido.

Además del sensor de rpm y del

captador de depresión, el encendido electrónico integral utiliza otros

parámetros de funcionamiento del motor:

• Sensor

de temperatura situado en el bloque motor para medir la temperatura de

funcionamiento del motor. Adicionalmente o en lugar de la temperatura del motor

puede captarse también la temperatura del aire de admisión a través de otro

sensor situado en el caudalimetro.

• Posición

de la mariposa, mediante un interruptor de mariposa se suministra una señal de

conexión tanto de ralentí como a plena carga del motor (acelerador pisado a

fondo).

• Tensión

de la batería es una magnitud de corrección captada por la unidad de control.

• Captador

de picado, aplicado a los sistemas de encendido más sofisticados y que

explicamos más adelante.

Unidad de control (encendido

electrónico integral EZ)

Tal como muestra el esquema de

bloques, el elemento principal de la unidad de control para encendido

electrónico es un microprocesador. Este contiene todos los datos, incluido el

campo característico (cartografía de encendido), así como los programas para la

captación de las magnitudes de entrada y el cálculo de las magnitudes de

salida. Dado que los sensores suministran señales eléctricas que no son

identificadas por el microprocesador se necesitan de unos dispositivos que

transformen dichas señales en otras que puedan ser interpretadas por el

microprocesador. Estos dispositivos son unos circuitos formadores que

transforman las señales de los sensores en señales digitales definidas. Los

sensores, por ejemplo: el de temperatura y presión suministran una señal

analógica. Esta señal es transformada en un convertidor analógico-digital y

conducida al microprocesador en forma digital.

Con el fin de que los datos del

campo característico (cartografía de encendido) puedan ser modificados hasta

poco antes de ser introducidos en la fabricación en serie, hay unidades de

control dotadas de una memoria eléctricamente programable (EPROM).

La etapa de potencia de encendido:

puede ir montada en la propia unidad de control (como se ve en el esquema de

bloques) o externamente, la mayoría de las veces en combinación con la bobina

de encendido. En el caso de una etapa de potencia de encendido externa,

generalmente la unidad de control de encendido va montada en el habitáculo, y

esto sucede también, aunque con poca frecuencia, en el caso de unidades de

control con etapa de potencia integrada.

Si las unidades de control con

etapa de potencia integrada están en el compartimento motor, necesitan un

sistema de evacuación de calor eficaz. Esto se consigue gracias a la aplicación

de la técnica hibrida en la fabricación de los circuitos. Los elementos

semiconductores, y, por tanto, la etapa de potencia, van montados directamente

sobre el cuerpo refrigerante que garantiza contacto térmico con la carrocería.

Gracias a ello, estos aparatos suelen soportar sin problemas temperaturas

ambiente de hasta 100ºC. Los aparatos híbridos tienen además la ventaja de ser

pequeños y ligeros.

La unidad de control de encendido

además de la señal de salida que gobierna la bobina de encendido suministra

otro tipo de salidas como la señal de velocidad de giro del motor y las señales

de estado de otras unidades de control como por ejemplo, la inyección, señales

de diagnóstico, señales de conexión para el accionamiento de la bomba de

inyección o relés, etc.

Como hemos dicho anteriormente la

unidad de control de encendido puede ir integrada con la unidad de inyección de

combustible formando un solo conjunto. La conjunción de ambos sistemas forman

el sistema al que el fabricante Bosch denomina "Motronic".

Una versión ampliada es la

combinación del encendido electrónico con una "regulación

antidetonante". Esta combinación es la que se ofrece principalmente, ya

que la regulación en retardo del ángulo de encendido constituye la posibilidad

de actuación más rápida y de efectos más seguros para evitar la combustión

detonante en el motor. La regulación antidetonante se caracteriza por el uso de

un captador de picado que se instala cerca de las cámaras de combustión del

motor, capaz de detectar en inicio de picado. Cuando el par resistente es

elevado (ejemplo: subiendo una pendiente) y la velocidad del un motor es baja,

un exceso de avance en el encendido tiende a producir una detonación a

destiempo denominada "picado" (ruido del cojinete de biela). Para

corregir este fenómeno es necesario reducir las prestaciones del motor

adoptando una curva de avance inferior.

El captador de picado viene a ser

un micrófono que genera una pequeña tensión cuando el material piezoeléctrico

del que está construido sufre una deformación provocada por la detonación de la

mezcla en el interior del cilindro del motor.

Distribuidor de encendido

En los sistemas de encendido

electrónico integral el distribuidor suprime los reguladores mecánicos de

avance al encendido como era la cápsula de vació. El distribuidor en este caso

se limita a distribuir la alta tensión generada en la bobina a cada una de las

bujías. En algunos casos como se ve en la figura el distribuidor conserva el

"generador de impulsos" de "efecto Hall" cuya señal sirve a

la centralita de encendido para detectar en qué posición se encuentra cada uno

de los cilindros del motor. Hay casos que el generador de impulsos también se

suprime del distribuidor.

Encendido electrónico para

inyección de gasolina.

Los actuales sistemas de inyección

electrónica de gasolina se combinan con un encendido electrónico integral

aprovechando muchos de los sensores que les son comunes y la propia unidad

electrónica de control UCE para gobernar ambos sistemas.

Se utilizan dos tipos de encendido

electrónico: el convencional (figura de abajo izquierda) con distribuidor, en

el que la UCE determina el instante de salto de chispa en cada cilindro y el

distribuidor reparte la chispa a cada bujía en el orden de encendido adecuado,

y el encendido electrónico estático (DIS) que suprime el distribuidor. El

sistema de encendido DIS (figura de abajo derecha) usa una bobina doble con

cuatro salidas de alta tensión.

1- UCE.

2- Bobina.

3- Distribuidor o delco.

4- Bujías.

5- Amplificador.

6- Bobina doble con 4 salidas.

Amplificador: tiene la función de

amplificar la señal de mando que manda la UCE a la bobina.

El utilizar este tipo de bobinas

tiene el inconveniente de la chispa perdida. Como sabemos estas bobinas hacen

saltar chispas en dos cilindros al mismo tiempo, cuando solo es necesaria una

de ellas, la chispa perdida puede provocar explosiones en la admisión en

aquellos motores de elevado cruce de válvula.

Para evitar este problema se usa

una bobina por cada cilindro (figura inferior). todas ellas controladas por la

ECU, también tiene la ventaja este sistema de suprimir los cables de alta

tensión que conectan las bobinas con las bujías.

Para saber más sobre este sistema

visita este documento.

Encendido electrónico por descarga

de condensador

Este sistema llamado también

"encendido por tiristor" funciona de una manera distinta a todos los

sistemas de encendido tratados hasta aquí. Su funcionamiento se basa en cargar

un condensador con energía eléctrica para luego descargarlo provocando en este momento

la alta tensión que hace saltar la chispa en las bujías.

Este tipo de encendido se aplica en

aquellos vehículos que funcionan a un alto nº de revoluciones como coches de

altas prestaciones o de competición, no es adecuado para los demás vehículos ya

que tiene fallos de encendido a bajas revoluciones.

La chispa de encendido en las

bujías resulta extraordinariamente intensa. aunque su duración es muy corta, lo

que puede provocar fallos de encendido, para solucionar este inconveniente se

aumenta la separación de los electrodos de las bujías para conseguir una chispa

de mayor longitud.

El transformador utilizado en este

tipo de encendido se asemeja a la bobina del encendido convencional solo en la

forma exterior, ya que en su construcción interna varia, sobre todo la

inductancia primaria que es bastante menor.

Como se ve en el esquema inferior

el distribuidor es similar al utilizado en los demás sistemas de encendido,

contando en este caso con un generador de impulsos del tipo de

"inductivo". Dentro de la centralita electrónica tenemos una fuente

de tensión continua capaz de subir los 12V. de batería a 400V. También hay un

condensador que se cargara con la emergía que le proporciona la fuente de

tensión, para después descargarse a través de un tiristor sobre el primario del

transformador que generara la alta tensión que llega a cada una de las bujías a

través del distribuidor. Como se ve aquí el transformador de encendido no tiene

la misma misión que la bobina de los sistemas de encendido mediante bobina, pues

la energía no se acumula en el transformador, sino en el condensador.

Bujías

Para el final de este articulo

dejamos este elemento que es el encargado de hacer saltar la chispa eléctrica

entre sus electrodos, para inflamar la mezcla de aire-combustible situada

dentro de la cámara de combustión en el cilindro del motor. La parte más

importante de las bujías son los electrodos que están sometidos a todas las

influencias químicas y térmicas que se desarrollan dentro de la cámara de

combustión, incidiendo notablemente sobre la calidad de la chispa y por tanto

sobre el encendido. Para proteger los electrodos de las condiciones adversas en

las que debe trabajar y por lo tanto prolongar su duración, se emplean en su

fabricación aleaciones especiales a base de níquel, mas manganeso, silicio y

cromo con el propósito de elevar el límite de temperatura de trabajo

Grado térmico de las bujías: es la

característica más importante de las bujías y está en función de la

conductibilidad térmica del aislador y los electrodos, también depende del

diseño del aislante (largura y grosor en su parte inferior, junto a los

electrodos). En general el grado térmico de las bujías deberá ser mayor, cuanto

mayor sea la potencia por litro de cilindrada de un motor.

Según el grado térmico las bujías

se dividen en:

• Bujía

fría.

La bujía fría o de alto grado

térmico está formada en general por un aislante corto y grueso en su parte

inferior, para que la evacuación del calor se efectué más rápidamente,

utilizándose en motores de gran compresión (mayor de 7/1) y altas revoluciones.

• Bujía

caliente

La bujía caliente o de bajo grado

térmico tiene el aislador largo y puntiagudo, efectuándose la evacuación de

calor más lentamente; se utiliza en motores de baja compresión (menor de 7/1) y

pocas revoluciones.

Como se puede apreciar esta

clasificación de las bujías hoy en día y desde hace bastantes años no es

viable, dadas las circunstancias extremadamente contrapuestas de funcionamiento

del motor en circulación urbana (bajas revoluciones y muchos arranques y

paros), o en autopistas (altas revoluciones mantenidas durante largo tiempo).

Fue necesaria la ampliación de la gama de grado térmico para conseguir una

bujía que funcione correctamente en ambas condiciones, se llegó así a las

bujías "multigrado", que abarcan varios grados térmicos.

Si desenroscamos la bujía de la

culata y nos fijamos en el estado y color de los electrodos, podemos saber en

qué condiciones está trabajando el motor, por ejemplo: quema mucho aceite,

encendido adelantado etc. Visita este documento para saber interpretar las

causas.

Tipos de bujías:

• Bujías

estándar: Los electrodos sobresalen de la bujía, tienen buen contacto con la

mezcla y gran reserva al desgaste por quemadura, empleándose en vehículos de

serie. La bujía de la figura (A). tiene un fácil reglaje de sus electrodos, no

así la (B) que por su disposición dificulta el reglaje de los electrodos, pero

tiene la ventaja de facilitar el encendido con el motor a ralentí.

La bujía (C) se usa en motores de

dos tiempos, tiene fácil contacto con la mezcla, gran reserva al desgaste y

fácil arranque en ralentí, pero no permite reglaje ninguno.

• Bujías

especiales: entre ellas tenemos las de electrodos interiores (no sobresalen de

la bujía), empleadas en vehículos de competición. No presentan riesgos de

sobrecalentamiento, no tienen reserva al desgaste por quemadura ni permiten

reajuste de sus electrodos.

Otra bujía especial es la de

electrodo de masa en platino, el cual presenta varias ventajas, entre ellas su

insensibilidad a los ataques químicos procedentes de la combustión de la

mezcla, por lo que la duración en kilómetros de estas bujías es mucho mayor. La

distancia entre electrodos se puede reglar. La desventaja de estas bujías es

que son bastante caras.

Nota: para modificar la distancia

entre electrodos, hay que tener en cuenta que el reglaje se hace siempre sobre

el electrodo de masa y no sobre el electrodo central, para evitar el deterioro

de la porcelana aislante. La distancia entre los electrodos será de 0,6 a 0,65

mm. comprobándolo con una galga de espesores.

Documento gráfico sobre las

características de las bujías de la marca BOSCH.

Encendido electrónico por descarga

de condensador

Este sistema llamado también

"encendido por tiristor" funciona de una manera distinta a todos los

sistemas de encendido (encendido por bobina) tratados hasta aquí. Su

funcionamiento se basa en cargar un condensador con energía eléctrica para luego

descargarlo provocando en este momento la alta tensión que hace saltar la

chispa en las bujías.

En el encendido por bobina, el

tiempo de crecimiento de la tensión secundaria y la duración de la chispa son

relativamente largos (del orden de 0,1 milisegundo y 1 msg respectivamente), no

permitiendo su aplicación en motores de alto régimen de funcionamiento sobre

todo en aquellos en los que el número de cilindros es elevado. Para motores de

carácter deportivo donde es necesario almacenar una gran cantidad de energía eléctrica

para después descargarla en las bujías en intervalos muy cortos de tiempo por

el elevado número de revoluciones a la que funcionan estos motores, se utiliza

el encendido por descarga de condensador.

En este tipo de encendido, la

energía es almacenada en un condensador de capacidad "C", cargado a

la tensión "V". El valor de la capacidad del condensador está

limitado a 1 o 2 microfaradios debido a evidentes razones de dimensión del

condensador, intentando aumentar el nivel de energía almacenada aplicando

tensiones elevadas. En la práctica se utilizan valores de tensión alrededor de

los 400 V. Por lo tanto, es necesario disponer de un sistema que permita elevar

la tensión de la batería para obtener los valores de tensión indicados (400 V).

Cuando el alternador está cargado,

la descarga se realiza muy rápidamente a través del arrollamiento primario del

transformador de encendido, elevando la tensión del condensador al valor de la

alta tensión necesaria en el secundario, con el fin de provocar la chispa en la

bujía, como en el caso de encendido por bobinado inductivo.

En el esquema se ve como el

condensador (C) se descarga a través del tiristor (Th) comandado por el

circuito de detección de régimen, haciendo la función de interruptor. La

centralita además de llevar en su interior el condensador y el tiristor tiene

también tres bloques funcionales que describimos a continuación:

• Dispositivo

de carga (5): consiste en un transformador elevador de la baja tensión continua

de la batería en alta tensión continúa debiendo asegurar la carga del

condensador de almacenamiento de energía eléctrica. La carga de tensión se

puede realizar en un tiempo aproximado de 0,3 msg.

• Dispositivo

de mando (7): tiene la misión de pilotar la puerta del tiristor haciéndolo conductor

en un tiempo muy breve 0,05 msg.

• Conformador

de impulsos (6): es un circuito electrónico que transforma la tensión alterna

del generador de impulsos en tensión rectangular positiva.

El transformador de encendido (2):

el transformador utilizado en este tipo de encendido se asemeja a la bobina del

encendido inductivo solo en la forma exterior, ya que, en su construcción

interna varia, en su funcionamiento es un transformador de impulsos que

convierte la corriente de carga rápida del condensador, a través de su bobinado

primario en una alta tensión que aparecerá rápidamente en el bobinado

secundario. A pesar de que el transformador tiene el aspecto de una bobina

tradicional, su concepción eléctrica es bien distinta ya que su inductancia

primaria es muy inferior y por consiguiente el circuito de descarga del

condensador tendrá una impedancia global pequeña, permitiendo una rápida

elevación de la tensión.

El distribuidor (3): como se ve en

el esquema es similar al utilizado en los demás sistemas de encendido, contando

en este caso con un generador de impulsos del tipo de "inductivo".

En resumen:

Las ventajas esenciales del

encendido por descarga del condensador son las siguientes:

• Alta

tensión más elevada y constante en una gama de regímenes de funcionamiento más

amplia.

• Energía

máxima en todos los regímenes.

• Crecimiento

de la tensión extremadamente rápida.

Como desventaja decir que la

duración de las chispas son muy inferiores, del orden de 0,1 o 0,2 msg.

demasiado breves para su utilización en vehículos utilitarios. Este tipo de

encendido se aplica en aquellos vehículos que funcionan a un alto nº de

revoluciones como coches de altas prestaciones o de competición, no es adecuado

para los demás vehículos ya que tiene fallos de encendido a bajas revoluciones.

La chispa de encendido en las

bujías resulta extraordinariamente intensa. aunque su duración es muy corta, lo

que puede provocar fallos de encendido, para solucionar este inconveniente se

aumenta la separación de los electrodos de las bujías para conseguir una chispa

de mayor longitud.

La puesta a punto de este encendido

requiere una gran exactitud, así como la preparación de la mezcla, el ajuste de

la distribución y juego de válvulas.

El sistema de encendido por

descarga de condensador que hemos visto hasta ahora, equivale en su disposición

y funcionamiento al "encendido electrónico sin contactos", pero como

este último, ha evolucionado con el tiempo y ahora se aplica a sistemas de

encendido estáticos (DIS Direct Ignition System) que no utilizan distribuidor.

Un ejemplo de encendido de este

tipo es el que equipan algunos motores de la marca Saab con un sistema de

encendido por descarga capacitiva enteramente estático, con avance cartográfico

y comando por microprocesador, con posicionamiento angular y régimen motor

proporcionados por un sensor en el árbol de levas.

La parte de alta tensión está

contenida en un módulo metálico como se ve en la figura. Este módulo encaja en

la tapa de la culata, en medio de los dos árboles de levas del motor. Dentro del

módulo existe una bobina por cada bujía por lo que se eliminan los cables de

alta tensión, esta disposición elimina los parásitos generados por la alta

tensión ya que todo el conjunto está cerrado en el bloque metálico formando un

blindaje y estando conectado eléctricamente a la masa del motor.

El sistema funciona bajo el

principio de la descarga capacitiva obteniéndose tiempos de carga mucho más

cortos y también tiempos de duración de la chispa más reducidos, obteniéndose

un funcionamiento del motor menos satisfactorio a bajo y medio régimen

observándose en la composición de los gases de la postcombustión. Con el

encendido SDi la apertura de los electrodos de bujía se realiza alrededor de

1,5 mm, muy grande si lo comparamos con un encendido inductivo; de esta manera

se intenta paliar los problemas de una descarga de tensión muy corta con una

chispa más larga.

El