ROBERT BORIS VACA REYESEncendido convencional(por ruptor)Este
sistema es el ms sencillo de los sistemas de encendido por bobina,
en el, se cumplen todas las funciones que se le piden a estos
dispositivos. Est compuesto por los siguientes elementos que se van
a repetir parte de ellos en los siguientes sistemas de encendido ms
evolucionados que estudiaremos ms adelante. Bobina de
encendido(tambin llamado transformador): su funcin es acumular la
energa elctrica de encendido que despus se transmite en forma de
impulso de alta tensin a travs del distribuidor a las bujas.
Resistencia previa: se utiliza en algunos sistemas de encendido (no
siempre). Se pone en cortocircuito en el momento de arranque para
aumentar la tensin de arranque. Ruptor(tambin llamado platinos):
cierra y abre el circuito primario de la bobina de encendido, que
acumula energa elctrica con los contactos del ruptor cerrados que
se transforma en impulso de alta tensin cada vez que se abren los
contactos. Condensador: proporciona una interrupcin exacta de la
corriente primaria de la bobina y adems minimiza el salto de chispa
entre los contactos del ruptor que lo inutilizaran en poco tiempo.
Distribuidor de encendido (tambin llamado delco): distribuye la
alta tensin de encendido a las bujas en un orden predeterminado.
Variador de avance centrfugo: regula automticamente el momento de
encendido en funcin de las revoluciones del motor. Variador de
avance de vaci: regula automticamente el momento de encendido en
funcin de la carga del motor. Bujas: contiene los electrodos que es
donde salta la chispa cuando recibe la alta tensin, adems la buja
sirve para hermetizar la cmara de combustin con el exterior.
Funcionamiento:Una vez que giramos la llave de contacto a
posicin de contacto el circuito primario es alimentado por la
tensin de batera, el circuito primario est 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 elctrica fluye a masa a travs del
arrollamiento primario de la bobina. De esta forma se crea en la
bobina un campo magntico en el que se acumula la energa de
encendido. Cuando se abren los contactos del ruptor la corriente de
carga se deriva hacia el condensador que est conectado en paralelo
con los contactos del ruptor. El condensador se cargara absorbiendo
una parte de la corriente elctrica hasta que los contactos del
ruptor estn lo suficientemente separados evitando que salte un arco
elctrico que hara perder parte de la tensin 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
tensin generada en el circuito primario de un sistema de encendido
puede alcanzar momentneamente algunos centenares de voltios.
Debido a que la relacin entre el nmero de espiras del bobinado
primario y secundario es de 100/1 aproximadamente se obtienen
tensiones entre los electrodos de las bujas entre 10 y 15000
Voltios.Una vez que tenemos la alta tensin en el secundario de la
bobina esta es enviada al distribuidor a travs del cable de alta
tensin que une la bobina y el distribuidor. Una vez que tenemos la
alta tensin en el distribuidor pasa al rotor que gira en su
interior y que distribuye la alta tensin a cada una de las
bujas.
En la figura inferior se han representado las variaciones de
corriente y tensin (primaria y secundaria de sus circuitos
correspondientes) en funcin 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 tensin
primaria. En la curva correspondiente a la tensin secundaria,
pueden observarse el mximo valor alcanzado por la tensin de
encendido y la subida brusca de la misma (aguja de tensin), para
descender tambin bruscamente al valor de inflamacin, en un cortsimo
espacio de tiempo. La tensin de inflamacin es ondulada, debido a
las variaciones de flujo en el primario. La duracin de la chispa
supone un corte espacio de tiempo en que los contactos del ruptor
permanecen abiertos.
El distribuidorEs el elemento ms complejo y que ms funciones
cumple dentro de un sistema de encendido. El distribuidor reparte
el impulso de alta tensin de encendido entre las diferentes bujas,
siguiendo un orden determinado (orden de encendido) y en el
instante preciso.Funciones: Abrir y cerrar a travs delruptorel
circuito que alimenta el arrollamiento primario de la bobina.
Distribuir la alta tensin que se genera en el arrollamiento
secundario de la bobina a cada una de las bujas a travs del rotor y
la tapa del distribuidor. Avanzar o retrasar el punto de encendido
en funcin del n de revoluciones y de la carga del motor, esto se
consigue con elsistema de avance centrfugo y el sistema de avance
por vacorespectivamente.El movimiento de rotacin del eje del
distribuidor le es transmitido a travs del rbol de levas del motor.
El distribuidor lleva un acoplamiento al rbol de levas que impide
en el mayor de los casos el errneo posicionamiento.El distribuidor
tiene en su parte superior una tapa de material aislante en la que
estn 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 lmina metlica 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 lmina 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 posicin de montaje, para
que exista en todo momento un perfecto sincronismo entre la posicin
en su giro del rotor y la leva.Con excepcin del ruptor de
encendido, todas las piezas del distribuidor estn prcticamente
exentas de mantenimiento.
Tanto la superficie interna como externa de la tapa del
distribuidor est impregnada de un barniz especial que condensa la
humedad evitando las derivaciones de corriente elctrica as como
repele el polvo para evitar la adherencia de suciedad que puede
tambin provocar derivaciones de corriente.
La interconexin elctrica entre la tapa del distribuidor y la
bobina, as como la salida para las diferentes bujas, se realiza por
medio de cables especiales de alta tensin, formados en general por
un hilo de tela de rayn impregnada en carbn, rodeada de un aislante
de plstico de un grosor considerable. La resistencia de estos
cables es la adecuada para suprimir los parsitos que afectan a los
equipos de radio instalados en los vehculos.
Sistemas de encendido con doble ruptor y doble encendidoTeniendo
en cuenta que a medida que aumenta el nmero de cilindros en un
motor (4, 6,8..... cilindros) el ngulo disponible de encendido se
hace menor (ngulo = 360/n cilindros) por lo tanto, y sobre todo a
altas revoluciones del motor puede ser que el sistema de encendido
no genere tensin suficiente para hacer saltar la chispa en las
bujas. 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 razn la leva es de solo tres lbulos o
excentricidades. Adems estos distribuidores deben tener en su
cabeza dos "rotores" (en vez de uno como hemos visto hasta ahora)
que distribuyan la alta tensin generada por sendas bobinas de
encendido.Circuito con doble ruptorEn los motores de 6, 8 y 12
cilindros, con el fin de obtener un mayor ngulo de cierre del
ruptor o lo que es lo mismo para que la bobina tenga tiempo
suficiente para crear campo magntico, 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
lbulos 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 sincronizado en el distribuidor, el cual lleva un
doble contacto mvil (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 disposicin adoptada
en circuitos de encendido con doble ruptor es el aplicado a
vehculos de altas prestaciones, en los que en cada cilindro se
montan dos bujas con salto de chispa simultnea. 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 lbulos como cilindros
tiene el motor. Cada uno de los circuitos se alimenta de una bobina
independiente, con un impulso de chispa idntico para cada serie de
bujas.
Encendido convencional con ayuda electrnicaEl sistema de
encendido convencional tiene unas limitaciones que vienen
provocadas por los contactos del ruptor. Estos contactos solo puede
trabajar con corrientes elctricas de hasta 5 A, en efecto si la
intensidad elctrica que circula por el primario de la bobina es de
valor bajo, tambin resultara de bajo valor la corriente de alta
tensin creada en el arrollamiento secundario y de insuficiente la
potencia elctrica para conseguir el salto de la chispa entre los
electrodos de la buja. 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 est en contradiccin con las posibilidades verdaderas
del ruptor y sus contactos ya que cada vez que el ruptor abre sus
contactos salta un arco elctrico que contribuye a quemarlos,
transfiriendo metal de un contacto a otro. En la figura inferior se
ve la disgregacin de los puntos de contacto del ruptor; los iones
positivos son extrados del contacto mvil (positivo) creando huecos
y depositando el material al contacto fijo (negativo) formando
protuberancias.
Con la evolucin de la electrnica y sus componentes este problema
se solucion. La utilizacin del transistor como interruptor, permite
manejar corrientes elctricas mucho ms elevadas que las admitidas
por el ruptor, pudindose utilizar bobinas para corrientes elctricas
en su arrollamiento primario de ms 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 elctrica procedente de la
batera entra la unidad de control o centralita de encendido, en
ella pasa a travs 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
proteccin del transistor (T).Cuando los contactos del ruptor (R) se
abren, guiados por el movimiento de la leva, la polarizacin
negativa de la base del transistor desaparece y entonces el
transistor queda bloqueado cortando la corriente elctrica que pasa
por la bobina. El corte de corriente en el arrollamiento primario
de la bobina es mucho ms rpido que en los de encendidos
convencionales de modo que la induccin se produce en unas
condiciones muy superiores de efectividad.
Los sistemas de encendido con ayuda electrnica, 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 til
rpidamente, mientras que los transistores son capaces de trabajar
con corrientes de hasta 15 A, sin problemas de funcionamiento en
toda su vida til, por lo que los periodos de mantenimiento en estos
sistemas de encendido se alarga 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 reduccin del nmero de espiras
y el consiguiente descenso de la autoinduccin se consigue alcanzar
el valor mximo de la corriente primaria en un tiempo sensiblemente
menor, cuando se cierran los contactos del ruptor, pues la oposicin
que presenta la bobina (autoinduccin) a establecerse la corriente
primaria, es notablemente menor. La formacin del campo magntico es
mucho ms rpida, almacenndose la mxima energa en un corto espacio de
tiempo, lo que en regmenes 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
electrnica, el ruptor (platinos) solamente se ocupa de conmutar la
corriente de base del transistor (300 a 500 mA), con lo que el
"chispeo" clsico que se produce en los encendidos convencionales no
tiene lugar aqu y no es preciso utilizar el condensador, cuya
funcin de corte rpido de la corriente primaria ya no es necesaria,
porque esta funcin la desempea el transistor.En la figura de la
inferior puede verse otra tipo de encendido con ayuda electrnica.
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 travs del colector-emisor del T2. Cuando
los contactos de ruptor se abren queda interrumpido el circuito
emisor-base de T1, bloquendose este transistor, lo que impide al
mismo tiempo la conduccin de T2 cuyo circuito base-emisor esta
ahora interrumpido. El conjunto electrnico formado dispone de otros
componentes (resistencias, diodos y condensadores), algunos de los
cuales no se han representado en la figura, cuya misin es la de
proteger a los transistores contra sobrecargas. Como a los
transistores empleados para la conmutacin en los sistemas de
encendido, se les exige una alta potencia y gran resistencia a
tensiones elctricas. Actualmente suele emplearse para esta funcin
un transistor de tipo doble de Darlington.
El encendido con ayuda electrnica puede ser tan simple como
aadir un circuito electrnico adecuado, al sistema de encendido que
ya tenemos montado en el vehculo, sin necesidad de cambiar ningn
componente, solo habra que desconectar o suprimir el condensador.
En la figura inferior tenemos un "kit" de encendido de este
tipo.
Tambin hay la opcin de comprar un "kit" (figura inferior) que
trae una bobina de mayor potencia, una centralita electrnica y unas
resistencias adicionales. Este "kit" proporciona mejores
prestaciones que la solucin anterior.
El encendido con ayuda electrnica esta generalmente reservado a
la instalacin en el sector de recambios o "after market" a nivel de
los profesionales, aunque los particulares pueden realizar ellos
mismos la transformacin, montando la centralita, una bobina
adecuada (baja impedancia) con resistencias adicionales, suprimir
el condensador, siendo recomendable poner nuevo el ruptor, las
bujas, cables de alta tensin.FuncionamientoEn el esquema inferior
se puede ver el esquema un kit de encendido con ayuda electrnica
del fabricante BOSCH. El suministro de tensin al primario de la
bobina se lleva a cabo a travs de un par de resistencias
adicionales (3), normalmente conectadas en serie. Al efectuar el
arranque se puentea la resistencia izquierda a travs del terminal
(4), al motor de arranque. Con ello se dispone de un mayor
suministro de energa a travs de la resistencia adicional derecha,
en la bobina de encendido. Esta compensa la desventaja derivada del
proceso de arranque y de la cada de tensin en la batera (por el
gran consumo de corriente elctrica que necesita el motor de
arranque). Las resistencias previas sirven para limitar la
corriente primaria en bobinas de encendido de baja resistencia y
rpida carga. Con ello evitan, especialmente a bajas revoluciones,
una sobrecarga en al bobina de encendido y protegen el contacto del
ruptor de encendido.Las resistencias adicionales y una bobina de
encendido de carga rpida permiten conseguir la optimizacin 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 refrigeracin, evacundose as el calor al que son muy
sensibles los transistores. Por esta razn la situacin de esta caja
debe ser lo ms alejada posible del motor en el montaje sobre el
vehculo
SISTEMA DE ENCENDIDO 8
