Sistema de Encendido Automotriz: Componentes y Funcionamiento

Los motores de combustión interna requieren un sistema eficiente para encender la mezcla de aire y gasolina que se introduce y comprime en el interior de sus cilindros. Este proceso se logra mediante una chispa eléctrica generada en la bujía de encendido, la cual inflama la mezcla e inicia la combustión.

Circuito de Encendido: Componentes Esenciales

El conjunto de elementos que participan en la obtención de dicha chispa se denomina Circuito de Encendido. Sus componentes principales son:

• Batería
• Llave de contacto
• Bobina de encendido
• Distribuidor
• Bujías
• Circuito de baja tensión
• Circuito de alta tensión

Encendido Convencional: Principios Fundamentales

El principio del encendido convencional se basa en la ley de Faraday, que establece que cuando un conductor corta las líneas de fuerza producidas por un campo magnético, se genera en él una fuerza electromotriz (f.e.m.). Esta f.e.m. es directamente proporcional al flujo magnético cortado e inversamente proporcional al tiempo empleado en hacerlo.

Los mismos efectos se observan si, en lugar de aproximar o alejar el imán a la bobina, es esta la que se mueve acercándose o alejándose del imán. Si se cambia la polaridad del imán, el sentido de la corriente en la bobina se invierte.

Principio de Funcionamiento del Encendido

Consideremos un circuito formado por dos solenoides:

• Bobina primaria: Alimentada por una batería.
• Bobina secundaria: Con su circuito cerrado por un amperímetro.

Cuando el interruptor se cierra, la corriente circula por la bobina primaria y el flujo en expansión corta el devanado secundario, induciendo una f.e.m. y provocando una corriente eléctrica. Una vez que el flujo está completamente expandido, la corriente inducida en el secundario es cero.

Cuando el interruptor se abre, el campo magnético desaparece, generando una nueva f.e.m. y provocando una corriente eléctrica de sentido contrario a la anterior. Una vez que el flujo ha desaparecido por completo, la corriente es nuevamente cero.

Oscilogramas del Sistema de Encendido

Oscilograma Primario

Representa la tensión en el circuito primario de la bobina:

• A-B: Carga inicial del condensador debido a la autoinducción en el primario.
• B-C: Oscilaciones de carga y descarga del condensador sobre el primario mientras existe chispa en la bujía.
• C-D: Amortiguación de las oscilaciones y disipación de la energía una vez extinguida la chispa.
• D-E: Estabilización de la tensión y cierre de contacto en el punto E.

Oscilograma Secundario

Muestra la tensión en el circuito secundario, crucial para la chispa:

• A-B: Tensión de encendido o de aguja, necesaria para iniciar la chispa.
• B-C: Bajada de tensión debido a la menor resistencia al salto de chispa.
• C-D: Tensión de arco entre los electrodos mientras se mantiene la chispa.
• D-E: Zona de amortiguación donde se disipa la energía almacenada.
• E-A: Zona de cierre del primario.

Corriente en el Circuito Primario

La corriente en el primario no se establece instantáneamente debido a la aparición de una f.e.m. autoinducida. Alcanza su valor máximo tras un cierto tiempo (t1). La interrupción de la corriente (t2) es mucho más rápida, lo que permite inducir una f.e.m. lo suficientemente alta en el secundario para generar la chispa en la bujía.

Bobina de Encendido: Función y Características

La función principal de la bobina de encendido es transformar la baja tensión de la batería a un valor lo suficientemente alto para producir la chispa entre los electrodos de las bujías.

Sus características principales son:

• Primario: Compuesto por 200 a 300 espiras de hilo grueso, debidamente aislado.
• Secundario: Formado por 20,000 a 30,000 espiras de hilo fino de cobre, también aislado.

Bujías y Punto de Encendido

La temperatura de la bujía debe mantenerse entre 600 y 800°C para evitar autoencendidos o acumulaciones de hollín que puedan afectar su rendimiento.

Punto de Encendido Óptimo

Es el momento preciso en el cual la corriente salta en forma de chispa entre los electrodos de la bujía. Si el avance del encendido es incorrecto, la eficiencia del motor se ve significativamente afectada:

• Excesivo avance: Disminuye la potencia del motor y aumenta su temperatura.
• Escaso avance: Reduce la presión de combustión y, consecuentemente, la potencia del motor.

Encendido Electrónico Integral: Avance Tecnológico

Este sistema sustituye los dispositivos mecánicos de corrección del avance por sensores electrónicos, eliminando así las uniones mecánicas con el motor y mejorando la precisión.

Captadores Inductivos

Utilizan una rueda fónica y un captador magnético. La frecuencia de los impulsos generados por estos captadores permite determinar con precisión el régimen del motor y la posición del Punto Muerto Superior (PMS).

Sensor de Detonación

Detecta detonaciones en la culata mediante cristales piezoeléctricos. Envía señales a la unidad de mando para corregir el avance del encendido y prevenir daños en el motor causados por una combustión ineficiente.

Encendido Electrónico Estático: Sin Distribuidor

Este sistema innovador elimina el distribuidor y distribuye la alta tensión directamente a las bujías mediante bobinas dobles o individuales (monobobinas).

Ventajas del Encendido Electrónico Estático

• Eliminación del distribuidor, lo que reduce la complejidad mecánica.
• Reducción del nivel de ruidos operativos.
• Menor pérdida de energía en la transmisión de la chispa.

Bobinas Dobles y Monobobinas

Las bobinas dobles están formadas por dos devanados (uno primario y otro secundario) que trabajan en conjunto para encender los cilindros de un motor, a menudo en pares opuestos.

Las monobobinas se montan directamente sobre las bujías, lo que simplifica el sistema y mejora la eficiencia al minimizar las pérdidas de energía y aumentar la fiabilidad. Están diseñadas para trabajar en pares de cilindros opuestos, lo que ayuda a distribuir el encendido de manera equilibrada entre los cilindros del motor.

Unidad de Mando (ECU)

La unidad de mando es la encargada de controlar el encendido electrónico estático del motor. Esto incluye la gestión precisa de cuándo y cómo se realiza el encendido de la mezcla de aire y combustible. Esta unidad utiliza un sensor de fase (generalmente un captador Hall) ubicado en el árbol de levas. Este sensor es crucial para identificar qué cilindro está en la fase de admisión, lo que permite al sistema de encendido ajustar el momento preciso del encendido, optimizando el rendimiento del motor.

Etapa de Potencia

La etapa de potencia se encarga de regular la corriente que pasa por el devanado primario de la bobina, manteniéndola constante hasta que llegue el momento adecuado para el encendido. Esto asegura que la bobina esté lista para liberar la energía almacenada en el momento justo, lo que provoca una chispa potente en la bujía. La etapa de potencia tiene la tarea crítica de garantizar que la corriente sea controlada con precisión, contribuyendo a la eficiencia y estabilidad del sistema de encendido.

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