En este artículo discutiremos sobre:- 1. Introducción a los Sistemas de Encendido 2. Tipos de Sistemas de Encendido Tipos de sistemas de encendido 3. Sistema de encendido electrónico.

Introducción a los sistemas de encendido:

Sabemos que en el caso de los motores de combustión interna (CI), la combustión del aire y el combustible tiene lugar dentro del cilindro del motor y los productos de la combustión se expanden para producir un movimiento alternativo del pistón. Este movimiento alternativo del pistón se convierte a su vez en movimiento de rotación del cigüeñal a través de la biela y la manivela.

Este movimiento giratorio del cigüeñal se utiliza a su vez para accionar los generadores para generar energía.

También sabemos que hay 4 ciclos de operaciones a saber, succión; compresión; generación de energía y escape.

Estas operaciones se llevan a cabo durante los 2 tiempos del pistón o durante los 4 tiempos del pistón y, en consecuencia, se denominan motores de ciclo de 2 tiempos y motores de ciclo de 4 tiempos.

En el caso de los motores de gasolina, durante la operación de aspiración, se toma una carga de aire y combustible de gasolina. Durante la compresión esta carga es comprimida por el pistón que se mueve hacia arriba. Y justo antes del final de la compresión, la carga de aire y combustible de gasolina se encenderá por medio de la chispa producida por medio de la bujía. Y el sistema de encendido hace la función de producir la chispa en el caso de los motores de encendido por chispa.

La bujía utilizada en los motores de gasolina consta principalmente de un electrodo central y una lengüeta metálica. El electrodo central está cubierto por medio de material aislante de porcelana. A través del tornillo metálico, la bujía se monta en el tapón de la culata. Cuando la tensión de alta tensión del orden de 30000 voltios se aplica a través de los electrodos de chispa, la corriente salta de un electrodo a otro produciendo una chispa.

Mientras que en el caso de los motores diésel (encendido por compresión-CI) sólo se toma aire durante la operación de aspiración y se comprime durante la operación de compresión y justo antes del final de la compresión, cuando se inyecta el combustible diésel se enciende debido al calor de la compresión del aire.

Una vez que la carga se enciende, se inicia la combustión y los productos de la combustión se expanden, es decir, obligan al pistón a moverse hacia abajo, es decir, producen energía y después de producir la energía los gases son expulsados durante la operación de escape.

Tipos de sistemas de encendido:

Básicamente los sistemas de encendido por convección son de 2 tipos:

1. Sistema de encendido por batería o bobina

2. Sistema de encendido por magneto

Ambos sistemas de encendido convencionales funcionan según el principio de inducción electromagnética mutua. El sistema de encendido por batería se utilizaba generalmente en los vehículos de 4 ruedas, pero hoy en día se utiliza más comúnmente en los vehículos de 2 ruedas también (es decir, el arranque por botón, los vehículos de 2 ruedas como Pulsar. Kinetic Honda; Honda-Activa, Scooty, Fiero, etc.). En este caso la batería de 6 V o 12 V suministrará la corriente necesaria en el devanado primario.

En este caso el magneto producirá y suministrará corriente al devanado primario. Así que en el sistema de encendido por magneto, el magneto sustituye a la batería.

I. Sistema de encendido por batería o bobina:

La figura 29.2 muestra el diagrama de líneas del sistema de encendido por batería para un motor de gasolina de 4 cilindros. Consta principalmente de una batería de 6 o 12 voltios, amperímetro, interruptor de encendido, autotransformador (transformador elevador), disyuntor, condensador, rotor del distribuidor, puntos de contacto del distribuidor, bujías, etc.

Nótese que la Fig. 29.2 muestra el sistema de encendido para un motor de gasolina de 4 cilindros, aquí hay 4 bujías y la leva del disyuntor tiene 4 esquinas. (Si se trata de un motor de 6 cilindros, tendrá 6 bujías y la leva del interruptor será un hexágono perfecto).

El sistema de encendido está dividido en 2 circuitos:

(i) Circuito primario:

Se compone de batería de 6 o 12 V, amperímetro, interruptor de encendido, bobinado primario-tiene 200-300 vueltas de cable de calibre 20 SWG (Sharps Wire Gauge), interruptor de contacto, condensador.

(ii) Circuito secundario:

Se compone del devanado secundario. El devanado secundario consiste en unas 21000 vueltas de cable de calibre 40 (SWG). El extremo inferior está conectado al extremo inferior del primario y el extremo superior del devanado secundario está conectado al centro del rotor del distribuidor. Los rotores de los distribuidores giran y hacen contacto con los puntos de contacto y se conectan a las bujías que se instalan en las culatas (tierra del motor).

(iii) Funcionamiento:

Cuando el interruptor de encendido está cerrado y el motor en marcha, tan pronto como el interruptor de contacto se cierra, una corriente de baja tensión fluye a través del devanado primario. También hay que tener en cuenta que la leva del vaso de contacto abre y cierra el circuito 4 veces (para 4 cilindros) en una revolución. Cuando el interruptor abre el contacto, el campo magnético comienza a colapsar. Debido a este colapso del campo magnético, se inducirá corriente en el devanado secundario. Y debido a más vueltas (@ 21000 vueltas) del secundario, la tensión sube a 28000-30000 voltios.

Esta corriente de alta tensión es llevada al centro del rotor del distribuidor. El rotor del distribuidor gira y suministra esta corriente de alta tensión a la bujía adecuada dependiendo del orden de encendido del motor. Cuando la corriente de alta tensión salta el hueco de la bujía, produce la chispa y la carga se enciende – la combustión comienza – los productos de la combustión se expanden y producen potencia.

Nota:

(1) La función del condensador es reducir el arco eléctrico en los puntos del interruptor de contacto (CB). Además, cuando el CB se abre, el campo magnético en el devanado primario comienza a colapsar. Cuando el campo magnético se colapsa, el condensador se carga completamente y entonces comienza a descargarse y ayuda a aumentar la tensión en el devanado secundario.

(2) La leva del interruptor y el rotor del distribuidor están montados en el mismo eje.

En los motores de ciclo de 2 tiempos, éstos son accionados a la misma velocidad del motor. Y en los motores de ciclo de 4 tiempos se motorizan a la mitad de la velocidad del motor.

II. Sistema de encendido por magneto:

En este caso el magneto producirá y suministrará la corriente necesaria al devanado primario. En este caso, como se muestra, podemos tener magneto giratorio con bobina fija o bobina giratoria con magneto fijo para producir y suministrar corriente al primario, la disposición restante es la misma que la de un sistema de encendido de batería.

Sistema de encendido electrónico:

Los sistemas de encendido electrónico son los siguientes:

1. Sistema de encendido por descarga de capacitancia:

Se compone principalmente de una batería de 6 a 12 V, un interruptor de encendido, un convertidor de CC a CC, una resistencia de carga, un condensador de depósito, un rectificador controlado por silicio (SCR), un dispositivo de activación SCR, un transformador elevador y bujías.

Una batería de 6 – 12 voltios se conecta al convertidor de CC a CC, es decir, al circuito de alimentación a través del interruptor de encendido, que está diseñado para dar o aumentar la tensión a 250-350 voltios. Este alto voltaje se utiliza para cargar el condensador del tanque (o condensador) a este voltaje a través de la resistencia de carga. La resistencia de carga también está diseñada de tal manera que controla la corriente necesaria en el SCR.

Dependiendo del orden de encendido del motor, siempre que el dispositivo de disparo del SCR, envía un pulso, entonces la corriente que fluye a través del devanado primario se detiene. Y el campo magnético comienza a colapsar. Este campo magnético colapsado inducirá o aumentará la corriente de alto voltaje en el secundario, que mientras salta la brecha de la bujía produce la chispa, y la carga de la mezcla de aire y combustible se enciende.

2. Sistema de encendido de contacto asistido por transistores (TAC):

Ventajas:

1. La baja corriente del interruptor asegura una mayor vida útil.

2. La menor separación y el conjunto de puntos más ligero aumentan el tiempo de permanencia, minimizan el rebote de los contactos y mejoran la repetibilidad de la tensión secundaria.

3. La baja inductancia del primario reduce la caída de la corriente primaria a altas velocidades.

Desventajas:

1. Al igual que en el sistema convencional, son necesarias las puntas de corte mecánicas para la sincronización de la chispa.

2. Se incrementa el coste del sistema de encendido.

3. El tiempo de subida de tensión en la bujía es aproximadamente el mismo que antes.

3. Sistema de encendido piezoeléctrico:

El desarrollo de materiales piezoeléctricos sintéticos que producen unos 22 kV mediante la carga mecánica de un pequeño cristal dio lugar a algunos sistemas de encendido para motores de un solo cilindro. Pero debido a las dificultades de la alta necesidad de carga mecánica del orden de 500 kg de control oportuno y la capacidad de producir suficiente voltaje, estos sistemas no han podido surgir.

4. El sistema de encendido Texaco:

Debido al mayor énfasis en el control de las emisiones de gases de escape, ha habido un repentino interés en los sistemas de recirculación de gases de escape y en las mezclas pobres de combustible y aire.

Para evitar los problemas de combustión de las mezclas pobres, se ha desarrollado el sistema de encendido Texaco. Proporciona una chispa de duración controlada, lo que significa que la duración de la chispa en grados del ángulo del cigüeñal puede hacerse constante a todas las velocidades del motor. Es un sistema de CA. Este sistema consta de tres unidades básicas: una unidad de potencia, una unidad de control y un sensor del distribuidor.

Este sistema puede dar un encendido estable hasta relaciones A/F tan altas como 24 : 1.