CDI

Este sistema de encendido por descarga del condensador acumula energa en el campo elctrico

de un condensador.

El encendido por transistores (electrnico analgico).

En un extremo del cigeal se encuentran girando unos imanes alrededor de unas bobinas

(bobinas primarias). Por lo general son dos las bobinas, una que produce corriente que va a

cargar un condensador (bobina de carga), y otra que va a producir corriente en un momento

muy preciso para avisar de la descarga del condensador (bobina de aviso). Un transistor es el

encargado de descargar la energa almacenada en el condensador. Cuando la bobina de aviso

envi corriente al transistor, este cortocircuitara una parte del circuito y provocara la salida de

la corriente desde el condensador hacia la bobina secundaria. La bobina secundaria convertir

la corriente elctrica que sale de la bobina primaria en corriente de alto voltaje (unos 25000

voltios) que provocara la chispa.

El encendido por CDI (electrnico digital).

Fig. 1 Encendido por CDI

Fuente: (Docsetools, 2015)

En este caso no existe una bobina de aviso, sino un captador magntico o ptico que enva

corriente en el momento preciso. Esto implica que hay ms espacio para colocar bobinas de

carga y el encendido puede provocar una chispa de ms potencia.

Similitudes y diferencias entre ambos tipos.

CDI significa en ingles Capacitor Discharge Ignition (encendido por descarga de condensador)

Las diferencias se refieren a la duracin de la chispa y a la potencia de la chispa:

Encendido electrnico analgico: Tiene una potencia normalmente menor y una chispa de

duracin mayor.

Encendido electrnico digital: Tiene una potencia normalmente mayor y una chispa de duracin

menor.

Los encendidos electrnicos digitales, debido a que trabajan con captadores electrnicos de

impulsos, hacen tan rpido las operaciones de encendido que provocan unas chispas muy cortas

en duracin. Esto es un grave problema pues puede ocurrir que la chispa dure tampoco que no

se produzca inflamacin del combustible. Este problema se agrava a altas rpm, cuando el tiempo

que tiene la mezcla en inflamarse es an menor.

Un condensador de media tensin (250 400 V) se carga mediante un oscilador- rectificador a

partir de la tensin de la batera o bien mediante solo un rectificador a partir de la tensin del

plato magntico.

(Docsetools, 2015)

Fig. 2 Esquema de un sistema de encendido por batera con descarga de condensador

Fuente: (F. Payri, 2011)

El condensador, una vez cargado por completo, se descarga sobre el primario de la bobina de

encendido mediante un tiristor provocando un pulso de alta tensin en el secundario que

provocara el salto de la chispa en la buja.

La bobina del sistema capacitivo tendr una inductancia mucho menor que la del sistema

inductivo porque no pretende almacenar energa sino nicamente elevar la tensin del pulso de

descarga del condensador.

Las energa almacenadas en los campos elctricos o magnticos es muy pequea de (20 90

mJ), ya que dependen de la tensin alcanzada por el condensador (u) y de la intensidad

conseguida por la bobina justo antes del salto de la chispa.

=1

22

Con tensiones de 400 V y capacidades de 1uF se consigue almacenar energa = 80. Energa

suficiente para el salto de la chispa.

Una ventaja del sistema CDI es el tiempo de carga del condensador que lo hace mucho ms

rpido que el de una bobina.

La constante de tiempo de un circuito R-C (Tc) se define como el tiempo que necesita para que

el condensador alcance el 63,2% del voltaje aplicado

=

La relacin de tiempos entre / = 10 lo que quiere decir que un sistema capacitivo puede

entregar muchas ms veces potencia que un sistema inductivo. Lo que es importante en

motores que alcanzan altas velocidades o RPM y debe de alimentar a varias bujas.

El tiempo de descarga de un sistema condensador tambin se reduce con respecto a sistema de

bobina por lo que es importante para que consiga elevaciones de tensin y descargas entre los

electrodos de la buja hasta 10 veces mas rpido. Lo que contribuye a una reduccin de las

prdidas de energa que se producen por las altas tensiones, como tambin la rpida elevacin

de tensin facilita el salto de la chispa en condiciones desfavorables de encendido.

La mayor descarga permite una mayor potencia de chispa y permite utilizar una mayor

separacin entre los electrodos para una mayor duracin del tiempo de la chispa facilitando el

encendido de la mezcla

Las desventajas de este sistema CDI es al ser el proceso de descarga del condensador ms

rpido afecta en el tiempo de duracin de la chipa que es entre 5 y 10 veces ms breve que una

chispa inductiva.

Las soluciones para este inconveniente es incrementar la separacin entre los electrodos para

compensar parcialmente el problema, otra solucin a este problema es realizar saltos de chispa

de seguridad que significa realizar uno o ms saltos posteriores unos grados ms tarde de saltar

la primera chispa por si la primera no hubiera conseguido encender la mezcla este salto de

seguridad se lo realiza en bajas velocidades ya que se dispone del tiempo necesario para

realizarlo y tambin por la turbulencia ya que a bajas velocidades hay menor turbulencia y esto

dificulta el proceso de mezcla de encendido.

La energa requerida para conseguir un nivel de almacenamiento energtico difiere de los

sistemas capacitivos a los inductivos. La energa aportada por la batera en un proceso de carga

partiendo de 0 hasta el instante t es:

.() =

2

2(1

)

2

La relacin entre la energa almacenada por los campos elctrico y magntico respecto a la

energa aportada por la batera da idea de la eficiencia energtica del sistema de encendido.

Este aspecto se traduce en un mayor o menor calentamiento de sus componentes.

Fig 3. Eficiencia de almacenamiento energtico en sistemas inductivos y capacitivos

Fuente: (F. Payri, 2011)

Los valores tpicos de n en sistemas capacitivos son superiores a 5, este grafico demuestra que

los sistemas capacitivos son ms eficientes que los sistemas inductivos clsicos. Mientras que

los sistemas inductivos modernos son ms eficientes que el sistema capacitivo.

La carga del condensador se consigue fcilmente rectificando la tensin de la bobina especfica

colocada en el estator del plato magntico que permita generar una tensin del orden de los

250 V.

(F. Payri, 2011)

Distribucin de masas del encendido

En un extremo del cigeal hay unas bobinas e imanes que giran y que producen corriente.

Pueden existir dos casos:

Rotor exterior: Los imanes giran alrededor de las bobinas por el exterior.

Rotor interior: Los imanes giran alrededor de las bobinas por el interior.

En el primer caso el conjunto de encendido que gira con el cigeal tendr ms peso, pues hace

falta ms cantidad de metal para situar en el exterior los imanes. En el segundo caso, por el

mismo razonamiento el conjunto de encendido que gira con el cigeal ser ms ligero.

Siempre se ha pensado que el encendido de rotor interior dara ms potencia a altas rpm y

viceversa, pero en realidad esto no es as, es ms bien todo lo contrario. Vamos a ver porque:

un motor que en principio lleva un rotor exterior (lo ms frecuente en motos de calle y en

muchas de competiciones-cliente). Como el peso adosado al cigeal es alto, cuando

aceleremos a tope desde parado, al principio (bajas rpm) le costara a la moto acelerar bastante

(poca potencia) porque tiene que hacer girar todo ese peso extra que lleva. Pero una vez

estemos lanzados (altas rpm), el motor va a dar ms potencia porque la moto va a ser ms difcil

de parar (cuesta el doble parar un peso girando de por ejemplo 800 gr que uno de 400 gr). Un

buen ejemplo de que un encendido de rotor exterior (alto peso) mejora la potencia a altas rpm

esta en las competiciones NASCAR de los USA, donde se colocan a propsito pesos muy grandes

en un extremo del cigeal, pues estos coches siempre van a velocidades cercanas a los 300

km/h y necesitan mucha potencia a altas rpm.

Ahora el mismo motor pero llevando un rotor interior. Ocurrir todo lo contrario: a pocas rpm

tendr mucha potencia porque acelera mejor desde parado (tiene poco peso que hacer girar),

pero sin embargo a altas velocidades, cualquier mnima oposicin de potencia (rfaga de viento,

una cuesta,...) provocar un descenso de velocidad importante (lo que supone que el motor

tiene poca potencia a altas rpm).

Un encendido de rotor interior provocara un aumento de potencia a bajas rpm de

aproximadamente un 2% o 3% respecto a un encendido de rotor exterior, y por el mismo motivo,

un encendido de rotor exterior provocara un aumento de potencia a altas rpm de un 2% o 3%

respecto a un encendido de rotor interior.

Fig. 2 Circuito CDI con seal de sincronizacin interna

Fuente: Autor

Fig 3. Circuito CDI con seal de sincronizacin externa

Fuente: Autor

Bibliografa Docsetools. (2015). Encendido de descarga capacitiva. Docsetools, 1-3.

F. Payri, J. D. (2011). Motores de combustion interna alternativos. Bogota: Universidad

Politecnica de Valencia.