Transcript
Page 1: KS-Sistema de Encendido

124 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Sistema de Encendido

Page 2: KS-Sistema de Encendido

125 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Sistema de Encendido.

Como sabemos para que exista combustión debemos tener ciertos elementos tales como oxigeno

combustible, compresión (Hermeticidad) y “chispa” entre otros. Pues bien el sistema de encendido

es el encargado de proporcionar la chispa necesaria para que la mezcla se inflame.

Existen varios métodos para crear una chispa, dentro de las cuales por años se ha destacado el

sistema por bobina, y para analizar como funciona dicho sistema lo mejor es comenzar por el

clásico método de bobina comandadas por platinos.

Para poder analizar en forma apropiada como se produce una chispa por bobina debemos tener

muy en claro los principios y fenómenos que participan en la creación de la misma y cuando

ocurren.

- Creación de Tensión (Tensión Inducida).

Cuando un conductor eléctrico se enfrenta a un campo magnético variable se induce en el una

tensión cuya magnitud dependerá básicamente de tres condiciones.

- La magnitud o fuerza del campo magnético.

- La velocidad con la que se corten las líneas de fuerza.

- El largo y sección del cable

Si este cable esta físicamente dispuesto

en forma de espira la inducción será de

mayor cantidad ya que mayor numero

de cables estarán en presencia del

campo magnético.

El fenómeno de obtener energía eléctrica

gracias al magnetismo es también

inverso, es decir, podemos obtener magnetismos a través de la circulación de corriente por un

conductor.

Para reforzar más aun el campo magnético creado el conductor se deberá enrollar en forma de

espiras, creando así una bobina la cual con un núcleo de hierro creará un campo magnético con

fuerza.

Una vez analizado el comportamiento de inducción eléctrica y

creación de magnetismos podemos avanzar en el análisis del

encendido.

En la figura anterior se observa que el campo magnético tiene

movimientos gracias al cierre y apertura del interruptor

puesto que con cada acción aparecerá y desaparecerá.

Si juntamos ambos casos, es decir, electromagnetismo e

inducción, en un solo elemento podemos comprender el

principio de funcionamiento de un transformador y por

consiguientes el de una bobina de encendido.

Page 3: KS-Sistema de Encendido

126 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Como muestra la figura anterior al cerrar el

interruptor circulara corriente por la bobina

azul (primaria “A”) creándose en esta un

campo magnético el cual al crecer induce

una tensión en la bobina roja (secundaria

“B”) dicha tensión desaparecerá al tomar el

campo magnético su máxima magnitud.

Algo muy importante que debemos saber

es que los fenómenos magnéticos se

oponen a la tensión que los crea, es decir

en el caso anterior la tensión inducida es de

polaridad inversa a la de la batería lo que

hace que se resten.

El otro fenómeno que es muy importante de analizar es la desconexión del interruptor.

En el momento que se habré el interruptor se corta el paso de corriente a través de la bobina

primaria la que hace que el campo magnético comienza a desaparecer y con ello se cree una

nueva autoinducción en el secundario pero en este caso de igual polaridad que la batería lo que

hace que se sumen las tensiones creando con ello un arco voltaico en los contactos del interruptor

alargando de esta manera la permanencia del campo magnético primario.

En consecuencia en un osciloscopio los dos casos de conexión y desconexión crearan una curva

como la siguiente.

En donde tenemos que 1 es la corriente primaria que asciende

desde cero hasta su máximo valor creando con ello un campo

magnético.

2 que representa la tensión secundaria que parte desde un

pick máximo y decrece conjuntamente el campo magnético

primario alcanza su mayor valor.

3 cuando conectamos el interruptor y 4 cuando lo abrimos.

Este principio de funcionamiento es el que se mantiene para un

encendido por bobina en un automóvil comandado por platinos,

que vendrían siendo el interruptor. Pero no es aplicable en la

práctica puesto que el arco voltaico que se produce en el

movimiento de desconectarse es tan fuerte que los dañaría en

pocas funciones, a demás dicho arco hace que el campo

magnético no desaparezca en forma inmediata lo que hace que la inducción secundaria sea muy

poca.

Antes de hablar de otro elemento que viene a suplir dicha carencia, cabe hacer un resumen

de las leyes magnéticas que regirán todos los fenómenos que ocurren en el encendido por bobina.

1. En cualquier bobina se crean tensiones inducidas cuando se mueve dentro de un campo

magnético (Ley de Inducción).

2. Las tensiones inducidas tienen una polaridad tal que se oponen a la situación que lo crea

(Ley de Lenz), es decir, un campo magnético se opone a desaparecer.

3. La magnitud de la tensión inducida depende de la velocidad de variación del campo

magnético del número de espiras y de otras características de construcción de la bobina.

4. En el secundario de un transformador (bobina) se inducirá tensión siempre y cuando varíe

el campo magnético que crea la bobina primaria.

El condensador.

Page 4: KS-Sistema de Encendido

127 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Para suprimir la presencia del arco en los platinos se conectara en paralelo a este un

condensador que es un elemento semiconductor cuya característica es almacenar carga eléctrica

en una polaridad y descargarla en la otra.

Cuando el interruptor se abra y se cree en el un arco voltaico este será absorbido por el

condensador eliminando así el daño en los contactos

y logramos una desaparición más rápida del campo

magnético primario por consiguiente una inducción

en el secundario de mayor magnitud.

Al desaparecer el campo magnético primario y por lo

mismo desaparecer la corriente, el condensador se

descargará en este bobinado haciendo circular

corriente por el mismo una inducción en el

secundario; al terminar de descargarse desaparece la

corriente y se revierte el proceso. Teóricamente esto

ocurrirá indefinidamente pero en la realidad en cada

una de estas oscilaciones se pierde energía lo que en

un osciloscopio se vería de la siguiente manera.

Ahora podemos aplicar y comprender lo que ocurre en un circuito de encendido por bobina

comandada por platino y condensador y entender que hace cada elemento y por consiguiente

saber detectar una falla.

Fuerza y Control. Antes de continuar debemos conocer otro tipo de circuitos que se denominan “control o comando”

y “fuerza“.

Control o Comandos.

Representaran para nosotros todas las líneas

y elementos dispuestos de tal manera que en

forma automática o semiautomática controlen

una acción determinada.

Por Ejemplo, la disposición que tienen los

interruptores de puerta para encender una

ampolleta.

Cto. Fuerza.

Page 5: KS-Sistema de Encendido

128 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Es en el que se encuentra el elemento o los elementos ya sea

motor, ampolleta, Etc. Que va a realizar dicho trabajo, este

circuito es más fácil de entender que el anterior pues solo

encierra los dos polos que necesita el elemento para trabajar.

Por ejemplo, el motor de partida.

La combinación de ambos circuitos y su comprensión ayudara

mucho en la localización de fallas, puesto que al analizar un

circuito de comando, que es en donde por lo general se

encuentra la mayoría de las fallas. Se podrá visualizar un

sinnúmero de partes donde se pueda interrumpir un circuito o derivarse a masa.

Avance.

Retomando nuevamente el tema de encendido se hace muy recurrente el concepto de “avance”.

Para nosotros el avance en el encendido representara el tiempo en el que se adelantara la chispa

antes que el pistón complete su carrera de compresión (PMS).

Es decir, y apoyándonos en el dibujo, si

tuviésemos la situación representada en este

existiría 0º de avance puesto que la chispa salta

justo en el momento en que el pistón llega al PMS.

Pues bien como hemos mencionado, el avance se

obtiene al adelantar el salto de la chispa antes de

que el pistón concluya su carrera de compresión.

Tal como lo muestra el siguiente ejemplo, donde

hemos adelantado en 10 grados el salto de esta.

Lo que hemos utilizado como ejemplo es en realidad el ajuste

de avance inicial el cual se realiza en ralenti y en forma

manual moviendo el distribuidor.

¿Para que sirve avanzar el tiempo de salto de la chispa?

Como sabemos la combustión de la mezcla necesita de un tiempo determinado para realizarse,

debido a esto en altas revoluciones del motor el encendido debe realizarse antes de que el pistón

concluya su carrera así logrando que la combustión se realice antes y de esta manera aprovechar

al máximo la potencia de esta.

Existen básicamente dos maneras de realizar este trabajo de avanzar y son “Avance

Centrífugo” y “Avance por Vacío”.

Page 6: KS-Sistema de Encendido

129 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Avance Centrífugo.

Uno de los métodos para avanzar el encendido a altas revoluciones del motor es el sistema

centrífugo que consiste básicamente en dos pesos controlados por resorte, anexados a una placa

montada en el eje del distribuidor.

A medida que la velocidad del motor aumenta los pesos son

expulsados hacia afuera por la fuerza centrífuga con ello

arrastran la placa porta platino provocando al avance, es

decir que la nuez o el camon, ataque el platino logrando con

ello el salto anticipado de la chispa.

Los resortes tienen diferente construcción lo que hace que el

que tiene menor tensión active primero que el otro evitando

así un sobre avance no deseado.

Los problemas que se pudieran encontrar en este tipo de

avance apunta directamente a su relación mecánica, es

decir, desgastarse mala manipulación (armado) suciedad,

falta de mantención Etc.

Avance por Vacío.

Cuando el motor opera bajo una carga ligera y a media apertura del acelerador (mariposa)

necesita cierto avance para la óptima combustión.

El vacío de un motor varia según la carga que se le aplique y de este principio se basa el sistema

de avance por el vacío para adelantar el punto en determinados ocasiones (bajas revoluciones).

Como muestra la figura al

aplicar presión en el pedal y

abrir la mariposa se le esta

aplicando una carga al motor

lo que se traduce en la mayor

aplicación de vacío a la

membrana lo que a su vez

atraerá hacia si el vástago y

con ello la placa donde esta

montado el captador

magnético provocando que la

señal de este se avance en el

tiempo y avance el punto del

encendido.

Algo muy importante que

destacar es la conexión o el lugar de conexión del vacío pues como muestra el gráfico esta justo

en la mariposa para provocar la aplicación de vacío al momento de aceleración y el retraso con

mariposa totalmente abierta.

Al igual que en un sistema centrífugo las fallas que tiene este sistema son netamente mecánicas

como por ejemplo una membrana rota o una manguera etc.

Recuerde que un sistema de avance en malas condiciones puede provocar entre otras cosas una

mala aceleración perdida de potencia rendimiento e incremento del consumo de combustible.

Page 7: KS-Sistema de Encendido

130 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Sensor de Detonaciones.

Siguiendo con el estudio de sensores para la inyección electrónica, abordaremos el sensor de

detonaciones y para ello recordaremos brevemente nuestras clases de encendido específicamente

lo que se refiere al reglaje del punto de encendido.

Para retomar el tema del avance del encendido recordaremos que para que se realice la

combustión se requiere un tiempo aproximado y constante de 2,5ms, indistintamente de la

velocidad a la que gire el motor, en base a lo anterior, si el motor aumenta su velocidad de giro el

salto de la chispa debe adelantarse para que produzca correctamente la combustión.

Además por otra parte cuando el motor se encuentre bajo carga aumentara la Tº y presión de

combustión y con ello la posibilidad de pistoneo lo que provocara perdida de potencia y dañaría al

motor.

De esta última condición se desprende también la necesidad de controlar el retraso del punto de

salto de la chispa es decir, el sistema debe estar en condiciones de mantener un control siempre y

en todo momento del tiempo en el que se encienda la mezcla a través de la chispa de encendido.

Para obtener a las dos condiciones anteriores existen 2 métodos antiguos que serán reemplazados

con los nuevos sistemas electrónicos: “El avance centrifugo y por vacío”.

a. Centrifugo.

Basado en un juego de contrapeso, al aumentar la velocidad del motor, dichos contrapesos

arrastran la nuez donde se encuentra el captador de encendido adelantado la señal de este y por

consiguiente el salto de la chispa. En resumen este tipo de avance responde a la necesidad de

adelantar la chispa en base a la velocidad de giro del motor.

b. Vacío.

Este tipo de avance esta más abocado a las necesidades del sistema de retrasar el punto cuando

el motor este bajo carga.

En lo general existen 2 sistemas antiguos de avance por vacío diferenciándose uno del otro por el

lugar donde tomen su conexión, pero su función es la misma.

B1. Conexión Antes de la Mariposa.

En este sistema la membrana no recibe vacío al estar el motor en relenti, pero al abrir levemente

la mariposa se le suministra un pequeño vacío que provoca un discreto avance, a hora bien si la

carga aumenta el vacío disminuye y el sistema no avanza y más bien retarda, disminuyendo el

riesgo de pistoneo.

B2. Con Conexión tras la Mariposa.

En este caso el mecanismo esta diseñado para que tenga un vacío y un avance inicial

permanente, cuando se aplica carga el vacío se pierde y con ello el sistema atrasa el punto

provocando la misma reacción que en el caso anterior.

Una ves recordado como funciona el avance y para que esta diseñado, aplicaremos el mismo

concepto en el control electrónico de este.

La computadora, en este caso, reemplazara el avance centrífugo y por vacío en cuanto al

adelantamiento y retraso del punto según corresponda, para ello necesita 3 sensores claves.

a. Sensor de Giro del Cigüeñal.

Será el encargado de entregarle la velocidad de giro del motor para avanzar el punto reemplaza

de esta manera el avance centrifugo.

Page 8: KS-Sistema de Encendido

131 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

b. Sensor de Carga.

El sensor de presión absoluta del múltiple (MAP) esta conectado directamente al vacío del múltiple

y entrega un valor aproximado de 1.5v en relenti, al aplicar carga el vacío disminuye y el voltaje

de este sensor aumenta con lo que la computadora reacciona retrasando el punto, lo suficiente,

para evitar la detonación.

Este sensor reemplaza al sistema de avance por vacío.

c. Sensor de Detonaciones.

Por ultimo existe un sensor que

complementa la función del MAP en cuanto

al retraso del punto.

Este sensor es básicamente un micrófono

fabricado de un piezo eléctrico semejante al

cuarzo, el que al estar en presencia de

ruidos crea una tensión la que se utilizara

como señal eléctrica.

Cuando en el motor se provoque pistoneo o

detonaciones, esta situación será detectada por este sensor, el que generara una señal enviada

hacia la computadora la que retrasara el encendido de 2 en 2 grados hasta que desaparezca la

señal del sensor de detonaciones y por ende el pistoneo del motor, esto dentro de márgenes pre-

establecidos.

Tal como muestra la figura la señal del

sensor no es homogénea y su magnitud

depende directamente de los decibeles

del ruido que provoca dicha señal.

Pruebas al Sensor.

Basándonos en el diagrama eléctrico,

instalaremos un osciloscopio en la señal

del sensor, el que debe permanecer

conectado con el ramal para que exista

una carga al voltaje

generando por él. Luego

golpee ligeramente cerca del

sensor y observe en la

pantalla del osciloscopio una

señal parecida a la vista

anteriormente.

Es muy importante al

enfrentarse a una falla o

código de sensor de

detonaciones, primero saber

que el tiempo base de

encendido se encuentra bien

regulado, que la líneas eléctricas entre el sensor y la ECU están en buenas condiciones y

conectadas al momento de realizar la prueba, también el calaje de la distribución debe ser el

correcto y el sistema de Tº del motor estar sin problemas.

Page 9: KS-Sistema de Encendido

132 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Modulo de Encendido. (Interruptor eléctrico – “transistor”)

El modulo de encendido es el

encargado de aterrizar el

primario de la bobina logrando

con ello la circulación de la

corriente y creación del campo

magnético con la particularidad

de amplificar la corriente de

excitación dando como resultado

un magnetismo de mayor fuerza

que el que se conseguía con un

sistema con platinos.

Como se muestra en la figura

básicamente consta de 2

transistores de diferentes

nomenclaturas, es decir,

transistor A PNP y transistor B

NPN.

Funcionamiento

La figura muestra 4 conexiones básicas en donde la terminal Nº 1 es la receptora de la señal

emitida desde el captador inductivo del distribuidor, la Nº 2 es la alimentación de voltaje

necesario para su funcionamiento, Nº 3

presenta la conexión entre la terminal

negativa de la bobina y el modulo, y por

últimos la terminal Nº 4 es la derivación a

masa.

Al encontrarse la terminal Nº 2 energizada el

modulo recibirá un pulso desde el captador

magnético en la terminal Nº 1 lo que

representa la base de transistor “A”, dicho

transistor en ese momento conducirá entre

colector y emisor y provocara la conducción

entre la terminal de entrada de energía y la

base del transistor “B” y que a su ves

conducirá entre la terminal Nº 3 y Nº 4

(Tierra) logrando con ello la circulación de

corriente por el bobinado primario.

La conducción en el transistor “B” dependerá directamente de la duración de la señal del captador

en el transistor “A”.

Al dejar de ser conductor el transistor “B” interrumpirá bruscamente la circulación de corriente a

través del bobinado primario logrando con ello una autoinducción en el secundario.

Las grandes ventajas del modulo sobre el ruptor es que en el primero no existen movimientos

mecánicos ni desgastes de piezas tampoco tiene contacto que se quemen ni provoca arco

voltaico, además y como gran aporte de la electrónica al encendido, todo modulo tiene la

particularidad de amplificar la corriente que circulara por el primario. Logrando con ello un campo

mayor en menos tiempo.

Page 10: KS-Sistema de Encendido

133 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

El Encendido y su Conexión con la Computadora de Inyección. Como es sabida la función básica del sistema de encendido es provocar la chispa necesaria para

lograr la combustión.

Pero existen funciones anexas a lo anterior tal como el avance. Pues bien como hemos analizado

anteriormente existen dos tipos de avance, centrífugo y por vacío. En el encendido electrónico

inductivo también podemos encontrar dichos sistemas y su funcionamiento y falencias son las

mismas que si fuera un distribuidor con platino.

- Control de Avance por Computadora. (EST).

Los sistemas electrónicos son mucho más precisos en el control de las funciones del motor tanto

en la dosificación del combustible (como veremos posteriormente) y en el control del avance del

encendido.

Cuando nos enfrentemos a un distribuidor que no presente ningún tipo de avance convencional,

estaremos en presencia de un control de avance electrónico por computador (EST).

En un sistema inductivo esto se refleja en la cantidad de conexiones que tendrá

En estas condiciones el modulo de encendido. Si recordamos un poco nuestro modulo original

contaba con 4 conexiones para su funcionamiento el cual se remitirá solamente a saturar la

bobina y provocar su corte.

Pues bien en un sistema de control electrónico del avance aumentara en 2 conexiones más como

mínimo las que representaran una señal de ida desde el modulo a la computadora indicándole la

posición del pistón Nº 1 con respecto al PMS derivada de la información que el captador

proporciona al modulo dicha señal será en forma digital en concordancia con la frecuencia del

captador magnético además esta señal proporcionara la velocidad de giro del motor.

Una segunda conexión deberá existir entre la computadora y el modulo encargada de traer la

señal de control del encendido que se traducirá en un adelantamiento o retrazo del tiempo de

encendido según las condiciones del motor lo requieran.

Condiciones para Regular el Tiempo.

En el encendido controlado por computadora existen básicamente tres tipos de situaciones para

controlar el encendido y que regirán el comportamiento del mismo.

1. Tiempo Base Inicial.

Consiste en el tiempo que se ajusta manualmente moviendo el distribuidor y fijándolo a su

posición en el motor. El ajuste de dicho tiempo debe realizarse por lo general teniendo en cuenta

la desconexión del nexo de control entre la computadora y el modulo del encendido conexión que

en Ford se llama Spout. La desconexión o el método que muestre cada fabricante permiten que la

computadora no intervenga en el control del punto mientras este se regula.

2. Tiempo Suplementario en Fase de Calentamiento.

Cuando el motor esta frió necesita un mayor avance para optimizar la combustión, esto se

traduce en un adelantamiento en el salto de la chispa.

Dicha información sobre el estado del motor la toma directamente del Sensor de temperatura del

refrigerante.

El avance que provoca es el máximo cuando el motor esta frió y a medida que se calienta el

avance disminuirá.

3. Tiempo Suplementario en Base a Diferentes Condiciones.

En el funcionamiento normal de motor existen diferentes condiciones que requieran de un control

del avance a esta situación el computador responde en forma óptima recurriendo a la información

que le entregan sus Sensores.

Page 11: KS-Sistema de Encendido

134 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

4. Velocidad del Motor.

La mezcla aire combustible estequiométrica tienen un tiempo de combustión en condiciones

normales más menos de 2 a 3 milisegundos (aprox.) y esto es independiente de la velocidad a la

que gira el motor.

De lo anterior se desprende la necesidad de avanzar el salto de la chispa para proporcionar el

tiempo necesario para una óptima combustión. El computador recibe una señal de RPM desde el

modulo de encendido para realizar dicha función.

5. Carga del Motor.

Cuando el motor esta bajo carga se provoca una presión de la combustión lo que genera una alta

posibilidad de detonaciones en el motor con su consiguiente perdida de potencia, pistoneos etc.

La carga de un motor se manifiesta con una disminución del vacío del múltiple gracias a esto el

computador recibe la señal del Sensor de carga (MAP) y con esta retrasara el encendido en el

punto exacto para eliminar las detonaciones sin pender potencia.

La señal de la carga lo puede recibir directamente desde un sensor como el MAP o calcularla en

relación a información de otros Sensores tales como un TPS o flujómetro.

Existen algunos modelos que cuentan con un sensor especial detector de detonaciones que actúa

como un micrófono instalado en el motor el que al constatar una detonación envía una señal al

computador. El cual retardara el punto en forma gradual hasta eliminarlas.

Encendido Electrónico.

El encendido electrónico reemplaza al comando por platino básicamente por no tener piezas

mecánicas que se desgasten, además de ello logro aumentar la potencia del encendido desde

20Kv. a 40Kv. y con esto optimizar las condiciones de trabajo de motor. Pero también trajo

consigo el cambio de mentalidad de quienes deben trabajar en su mantención y reparación

puesto que de conocimientos mecánicos que debían de tener, se deberá pasar a una manera de

pensar más eléctrica e incluso electrónica.

Los tipos de encendido se diferencian básicamente por el captador que utilicen. Y en forma

general se tienen tres grandes métodos que son inductivos, Hall y óptico.

Circuito Electrónico Inductivo

Como se puede apreciar en el

circuito, el esquema de fuerza

es el mismo que un circuito

comandado por platino (en su

funcionamiento pero no en sus

componentes) por lo tanto las

fallas y análisis son los mismos.

Pero el circuito de control es

totalmente diferente a pesar de

que cumple la misma función de

excitar y desconectar la bobina

de encendido para que esta cree

una alta tensión de inducción

secundaria.

Page 12: KS-Sistema de Encendido

135 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Antes de avanzar en el análisis del circuito definiremos un par de conceptos nuevos.

Captadores Magnéticos.

Es una bobina creada sobre un imán

permanente cuyo campo magnético al ser

deformado por los camos de la leva del

distribuidor crea en dicha bobina una

tensión alterna.

Como se puede ver en el dibujo la

creación de tensión de este captador es

alterna y su magnitud y amplitud

dependerán directamente de la velocidad

de giro. Además su magnitud dependerá

de su construcción, es decir de la

capacidad del imán permanente del grosor

y cantidad de espiras y muy

particularmente del entre hierro que en

algunos casos es ajustable.

Sin embargo como podemos apreciar lo mejor es que el entre hierro sea mínimo (0,10) y

ajustable con filler magnético.

Como prueba general el captador magnético a una velocidad de arranque debe generar

aproximadamente 1VAC. Eficaz que es √3 veces menor que el valor real del pico, además en

mediciones de resistencia existen 2 valores bien repetidos que son 1000 Ω +/- y 500 Ω +/- .

La mejor manera de probar un captador magnético es puesta en el automóvil y con un

osciloscopio, la batería debe tener buena carga para un óptimo giro del motor.

La falla más típica es cortocircuito en sus espiras y perder la creación de tensión sobre todo en

caliente.

Su principal limitación es que como depende de la velocidad de giro para su magnitud de creación,

a bajas RPM. Se pierde su eficacia.

Existen varios modelos de captadores magnéticos y de diferentes formas pero todos ellos cumplen

el mismo principio de funcionamiento. La manera más fácil de identificación es porque constan de

dos cables exteriores para su conexión, pero también existen algunas modelos que traen tres

conectores lo que lleva a confundirlos con unos captadores de efecto Hall. Pues bien en estos

casos el tercer cable representa un blindaje contra frecuencia parásita que pudiera distorsionar la

señal desde el captador hasta la fuente receptora, este blindaje consiste en una malla aisladora

que rodea ambos cables portadores

y por el otro extremo dicha malla

esta conectado a masa.

Cuando se enfrente a un captador

de 3 cables y tenga dudas si es

magnético o Hall utilice un tester y

busque resistencia (1000 Ω 500

Ω). Entre 2 de los cables y a su vez

aislamiento total con el tercero

Page 13: KS-Sistema de Encendido

136 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Bobina de Encendido Electrónico.

Su principio de funcionamiento es el mismo que el de una bobina convencional pero su

construcción es diferente.

Ideada para lograr una mayor potencia en el encendido dicha bobina es capaz de generara hasta

40Kv. (en algunos fabricantes) si el caso así lo requiere y poder suplir y compensar las

dificultades que pudieran presentarse en el trabajo final que es hacer saltar la chispa en la bujía

para encender la mezcla.

Existen básicamente 2 tipos de bobinas y diferenciados entre ellas por el sistema de enfriamiento

que utilizan.

- Refrigeración por Aceite.

Es la típica bobina en forma de botella cuyos bobinados están sumergidos en aceite dieléctrico

para enfriarlos debido al paso de la corriente a través de ellos. Sus resistencias ohmicas varían

entre 0,7 /Ω. En el primario y 8 a 12 K Ω en el secundario.

La medición de resistencia en el diagnostico de una bobina es clave y debe realizarse en frió y

caliente con una muy pequeña diferencia entre ambas mediciones.

- Refrigeración por Aire o Bobina Seca.

Es la más utilizada en estos momentos ya que la Tº generada por el paso de la corriente

disminuye gracias a la abreviación del tiempo de saturación. Además proporciona mayor

comodidad al fabricante para su ubicación puesto que se redujo el tamaño y ya no existe el

problema de derramar el aceite boca a bajo.

Al igual que la sumergida en aceite la medición de resistencia es muy importante y sus valores

van desde 0,3 a 0,9 Ω en el primario y 7 a 15kΩ en el secundario.

Sistema de Encendido Electrónico con Captador Hall.

Tal como veremos más a

delante en el circuito

electrónico básico para un

encendido electrónico

comandado por un

captador Hall, los

componentes de fuerza

son los mismos que un

inductivo, con sus mismas

funciones y fallas, ya sea

en cables, tapa, rotor,

bobinas y bujías, la

diferencia radical se sitúa

en el circuito de control el

cual utiliza un captador de

efecto Hall ubicado dentro

del distribuidor para saber la posición del giro del cigüeñal y así poder controlar el encendido.

Este tipo de encendido también es posible verlo en los sistemas que utilicen avances mecánicos

del punto pero lo más común es que será controlado directamente por la computadora de

inyección con lo que dicho sistema se regirá bajo las mismas condiciones que si se tratase de un

sistema inductivo.

Page 14: KS-Sistema de Encendido

137 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Esquema Eléctrico Hall.

Funcionamiento de un Captador Hall.

El captador Hall es una unidad que cuenta con un elemento

semiconductor, el cual al circular corriente a través sus de

sus puntos A y B como muestra la figura y ponerse en

presencia de un campo magnético se creara o desviara en

forma perpendicular al flujo A-B una cantidad de electrones,

los cuales pasaran por una etapa amplificadora. Al cesar la

permanencia del campo magnético también se suspende el

flujo perpendicular.

Este fenómeno aplicado en el automóvil

se representara en la siguiente figura.

En donde la unidad Hall completa (imán y

semiconductor), están montados en una

misma pieza en el distribuidor y entre

ellos circulara una rueda con placas

magnéticas que se interpondrá entre el

imán y el semiconductor.

Al aplicar tensión (12v) entre los terminales positivo y negativo, circulara corriente entre ellos,

pero si la unidad semiconductora esta en presencia del campo magnético, se desviara una

corriente perpendicular y saldrá con ello una tensión por la terminal cero (0), y que es la señal

Hall.

Si la rueda sigue girando, una aspa se

interpondrá entre el imán y la unidad Hall

con lo que cesara de salir tensión por la

terminal cero (0).

Por lo general la cantidad de aspas es

proporcional al número de cilindros que

tenga el motor, y la osciloscopia que

veremos es una señal digital cuya

frecuencia es directamente proporcional a la

velocidad de giro del distribuidor.

El modulo de Encendido.

El modulo sigue cumpliendo la misma función de excitar y cortar la inducción en la bobina y por

consiguiente la chispa, la diferencia radical es que este modulo esta diseñado para recibir una

señal cuadrada desde el captador.

Necesita también una alimentación de 12v, masa y las conexiones necesarias entre el captador el

modulo y la computadora de inyección, si el sistema contara con una.

Page 15: KS-Sistema de Encendido

138 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Prueba al Sistema.

Lo primero que se debe hacer es mirar muy bien el motor en busca de contactos sueltos, cables

cortados etc.

Es primordial que la persona que diagnostica una falla en un sistema de encendido tenga la

capacidad de ver los diferentes elementos que lo componen.

Revisar tensiones en las diferentes componentes ya sea la bobina, modulo y captador ya que

necesita una alimentación externa.

Además deberán analizarse como mínimo dos osciloscopia una que corresponda al circuito

secundario de encendido y lo otra, es la señal del captador Hall, señal que debe ser pura y sin

interferencias.

Sistema de Encendido Electrónico con sistema Óptico.

Al igual que en los dos sistemas

anteriores, este tipo de encendido

difiere de los demás básicamente

por el tipo de captador de giro que

posee, además este sistema utiliza

solo el sistema de avance por

computadora y el modulo de

encendido se remite solamente a un

transistor de potencia.

Esquema Eléctrico Óptico.

Sensor Óptico.

Consiste básicamente en un fotodiodo

enfrentando a un led (diodo emisor de

luz) y separados ambos por una rueda con

ranuras que en ciertas ocasiones deja

pasar la luz del led hacia el fotodiodo.

Como muestra la figura el captador

necesita una alimentación de 12v, una

masa y 2 cables que transporten las

señales a la computadora.

El integrado óptico cuenta con 2 led cuya luz al pasar por las

ventanas de la rueda activaran los fotodiodos dando paso a la

creación de una señal digital cuya frecuencia variara según las

veces que el fotodiodo se enfrente directamente a la luz de led.

Page 16: KS-Sistema de Encendido

139 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Rueda Giratoria.

Como podemos observar en esta figura la rueda giratoria

cuenta con un conjunto interior de ranuras que representan la

cantidad de cilindros y que son utilizadas por la computadora,

entre otras cosas, para sincronizar el encendido con la

inyección, velocidad del motor etc.

El conjunto exterior de ranuras cuenta con 345 de ellas, que

se utilizan por la computadora para calcular el avance del

encendido.

Existen muchos tipos de ruedas, con diferentes cantidades de

ranuras pero lo importante es que ellas entreguen la

información ya descrita.

De lo antes dicho se desprende que si bien es cierto ambas

señales entregadas por el captador deben ser iguales en

magnitud (generalmente) también deben ser muy diferentes

en frecuencia.

Otra característica muy singular es que en

todo encendido óptico habrá una señal clara

que marque el cilindro Nº 1, dicha señal se

toma de las ranuras interiores, esto quiere

decir que si en una rueda tiene una ranura

por cilindro, una de ellas deberá ser diferente

y su curva característica será algo como

muestra la figura.

A diferencia de los circuitos Hall e inductivo

(con distribuidor) en los cuales no era

necesario identificar el cilindro Nº 1, puesto

que el salto de la chispa lo daba el calaje del

distribuidor y el punto donde apuntara el rotor. En el encendido óptico si es necesario identificar el

primer cilindro, pues este tipo de encendido es la base par la inyección secuencial, es decir, la

capacidad del sistema de inyectar combustible solo en el momento en que se va a ocupar en el

motor. (Ciclo de Admisión).

El reglaje del encendido en el sistema óptico se basa directamente en las ranuras exteriores ya

que esta le informa en forma precisa los grados de giro del cigüeñal (no importando la cantidad

de ranuras que tenga).

- El modulo de encendido (Igniter).

El modulo de encendido o más conocido en este sistema

como transistor de poder tiene la finalidad de cortar y

permitir la circulación de la corriente en el primario (al igual

que en los otros sistemas) pero a diferencia de un

encendido Hall o inductivo este no se comunica

directamente con el sensor captador, si no que con la

computadora.

Page 17: KS-Sistema de Encendido

140 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

- Funcionamiento.

Básicamente cuenta con 3

conexiones en las cuales A es una

conexión directa con tierra, B es

la Línea entre la terminal negativa

de la bobina y el modulo camino

por el que circula la corriente

primaria y por ultimo “C” es la

comunicación entre el modulo y la

computadora esta señal es del

tipo digital, es decir, una

frecuencia cuadrada pura.

Pruebas al Sistema.

Recordando el circuito eléctrico de

un sistema óptico, lo primero que

debemos hacer es verificar que

las alimentaciones de voltaje

estén presentes en cada uno de

los elementos que intervienen y

en el momento adecuado, además

que existan las conexiones o

masa que se necesitan para un

buen funcionamiento.

Este sistema es un poco más complejo de diagnosticar puesto que en el existen más elementos.

Por ejemplo, si nuestro problemas es que no hay ni chispa ni inyección, lo lógico nos llevara a

buscar un elemento que intervenga en ambas funciones, en este caso son 2, el captador óptico y

la computadora.

Como la computadora es mucho más difícil de comprobar en malas condiciones debemos

descartar a través de las pruebas del sensor.

Con un osciloscopio probaremos tensión de alimentación, masa y 2 señales hacia la computadora,

verificaremos que las líneas entre ambas estén bien etc.

Nota

Algo muy frecuente en este tipo de sensor es que al ser las ranuras exteriores tan finas tienden a

taparse con suciedad, aceite, etc. Con la cual el fotodiodo nunca recibirá la luz del LED.

De lo anterior desprendemos que en una buena mantención se limpie dicha rueda y reparen

perdidas de aceite en este sector.

Otro problema típico que podría darse es que no hubiese chispa pero si inyección, en este caso los

elementos involucrados serian el Igniter y el computador.

Pues bien en esto caso lo que debemos verificar es que en el Igniter estén presentes las señales

de trabajo descrito anteriormente mediante el tester y osciloscopio.

Por ultimo el Cto de fuerza debe diagnosticarse íntegramente a través de una osciloscopia de

secundario y una inspección de elementos tales como cables, rotor, tapa, etc.

Page 18: KS-Sistema de Encendido

141 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Encendido DIS.

El sistema de encendido DIS es aquel que no utiliza un distribuidor para hacer llegar la chispa

necesaria a cada cilindro, y en su reemplazo cuenta con una bobina de encendido para cada uno o

para cada 2.

Si bien es cierto existen sistema de encendido directo, con platino (citroneta) nos abocaremos

más al análisis de los sistemas más modernos y que son completamente computarizados.

Circuito Eléctrico.

El circuito eléctrico lo dividiremos en control y fuerza, y es en este último en el que se han sufrido

los mayores cambios o

más significativos tanto en

sus componentes, sus

curvas osciloscópicas y en

su funcionamiento a pesar

de que su tarea de hacer

saltar la chispa en la bujía

es la misma.

Circuito Electrónico DIS.

Bobina de Encendido DIS.

La bobina de encendido

directo es del tipo de alta

potencia y seca esto debido

que al poco tiempo que se

mantiene la corriente en el

primario, su temperatura no

aumenta demasiado. La

diferencia principal entre

esta y una de encendido

con distribuidor es su

construcción, pues este tipo

de bobina cuenta con 2

torres de alta tensión, que

son precisamente los 2 extremos del bobinado secundario, además, el bobinado secundario esta

totalmente aislado, del primario.

Una de las pruebas que deben aplicárseles a una bobina de encendido es el medir sus resistencias

tanto en el primario (0,5 – 1ohms) como en el secundario (7 KΩ aprox.) También debe

verificarse el aislamiento entre las torres de alta tensión.

Page 19: KS-Sistema de Encendido

142 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Circuito De Fuerza de Dis.

Para el análisis de nuestro circuito de fuerza tomaremos como ejemplo un motor de cuatro

cilindros, con un orden de trabajo 1342

Si observamos en la figura 2 y 3 van en

carrera ascendente pero el nº2 en

escape y el 3 en compresión, pues bien,

el encendido en este momento tendrá

que estar dispuesto para que la bobina B

entre en saturación.

Al cerrar el interruptor B circulara por la bobina primaria de

la bobina B produciéndose el campo magnético y la

saturación de esta.

Al

interru

mpir el

flujo de corriente por el circuito con la apertura

del interruptor se inducirá una alta tensión en el

secundario con lo cual hará circular una corriente

entre las cargas (Bujías) con un sentido inverso a

la circulación de la corriente primaria.

La circulación de la corriente en las bujías

provocara una diferencia de polaridad de la curva

de encendido que veremos tanto en el Cilindro 3 como en el 2, esto debido a que si seguimos el

curso de la corriente, en la bujía 2 esta pasa desde el electrodo a masa y en la 3 desde masa a

electrodo.

Si bien es cierto hablaríamos de 2 cilindros con chispas al mismo tiempo, pero la situación no es

tan así, puesto que el cilindro 2 esta en escape con lo que no necesita una gran cantidad de

energía para atravesar los electrodos de la bujía, lo que se resumirá como el cierre del circuito.

En cambio el cilindro 3 esta en compresión oponiendo una gran dificultad a la ionisacion de los

electrodos provocando una chispa que será ocupada para inflamar la mezcla que se encuentra

comprimida en ese momento.

Page 20: KS-Sistema de Encendido

143 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Circuito de control.

Este circuito cumple la tarea de hacer circular corriente por el primario de la bobina e

interrumpirla, todo esto en forma coordinada con el funcionamiento del motor, a demás tiene la

tarea de controlar el avance.

Existe diversidad de sistemas Dis, pero lo separaremos en 2 grupos según sus características en

relación con la inyección, es decir, secuencial y no secuencial.

No Secuencial.

Utiliza básicamente para su funcionamiento, un

sensor de giro (generalmente inductivo) un

modulo y un control o computadora.

Al girar el motor el sensor de posición del

cigüeñal montado ya sea en la polea del mismo

como en el volante del motor, genera una señal

análoga cuya característica principal es tener,

una cresta (negativa y positiva) diferente, dicha

característica le indica la posición del cilindro una

a la computadora y con ello esta puede

sincronizar el orden de encendido en el cual

deben trabajar las bujías.

Al igual que en el encendido óptico existe

diversidad de formas en poleas, por ejemplo

están las que tienen solo una muesca la que

produce la señal para el Nº 1

Otras que tienen una para cada cilindro

diferenciando al Nº 1, o bien otras que son

completamente dentadas indicando diferentes posiciones del cigüeñal.

Un dato bastante importante es la posición del sensor en el

motor, con respecto a los muñones del cigüeñal pues este

deberá estar siempre avanzado al Angulo recto de este, tal

como lo muestra la figura.

Este Angulo que se forma entre 2 ejes segmentados

representara nuestro avance inicial. Este dato es fijo y la

computadora lo dará por hecho que esto es así.

Los datos proporcionados por el sensor permitirán a la

computadora, además de controlar el encendido también la

inyección puesto que por ejemplo en un sistema

monopunto, estará en condiciones de inyectar o proporcionar

un pulso de inyección en cada carrera del ciclo es decir, cada

vez que el cigüeñal de un giro completo.

En los motores multipunto y con encendido Dis ocurre lo

mismo que si fuese monopunto puesto que los inyectores trabajan unidos a un solo terminal de

inyección en la computadora (Motores de 4 cilindros).

Existen motores de 6 cilindros que trabajan con bancos de inyectores, pero esto a pesar de tener

2 líneas de inyección trabajan juntas, ejemplo de esto es el motor 2.8 de 6 cilindros en V del

Bereta.

Page 21: KS-Sistema de Encendido

144 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

En el diagrama se representa el punto

exacto en el que se produce el salto de la

chispa tanto en el cilindro Nº 1 como en el

4, al estar el primero en compresión es en

este donde se provocara la combustión.

Además para nuestro ejemplo hemos

tomado un motor mono punto el que

inyectara combustible en el múltiple en

forma sincronizada con el salto de la chispa

y por cada giro del cigüeñal.

Ahora bien este combustible será

transportado por el múltiple de admisión al

cilindro que este pronto a la carrera de

admisión igual que en un motor con

carburador.

Como hemos visto en el esquema eléctrico los componentes de control de un sistema DIS no

secuencial son simples de identificar.

En el circuito A (Citroen ax) al

sensor dirige su señal directamente

a la computadora en la que se

encuentran incorporados los

transistores de poder que actuar

como modulo de encendido.

Cabe destacar que las conexiones

eléctricas son bien especificas en

donde el conjunto de bobinas

cuenta con tres líneas básicas, una

de ellas es una alimentación de positivo (12v) procedente del rele de encendido y las otras 2 son

las señales controladoras procedentes desde el computador (señal de encendido primario).

Por su parte el captador deberá proporcionar una

señal inductiva que tenga una clara diferencia

indicando el cilindro Nº 1.

En el esquema B el modulo de encendido

es exterior, en este caso la señal del

sensor se dirige hacia el modulo el que a

su vez envía ala computadora una señal

digital de giro con la que esta podrá

realizar la función de control sobre el

modulo y este sobre el primario de las bobinas.

A diferencias del circuito A en este caso las señales procedentes de la computadora no son las de

encendido primario si no unas digitales de igual frecuencia.

Además este modulo debe ser alimentado de masa, positivo y tener buenas conexiones entre en

el y las bobinas.

Page 22: KS-Sistema de Encendido

145 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Sistema de Encendido DIS secuencial.

Este es el último sistema de encendido y a

logrado unir en forma eficiente la dosificación

de combustible y encendido logrando un

mayor aprovechamiento y economía del

combustible al poder proporcionar la mezcla

justa en el tiempo preciso con la chispa

adecuada.

Difiere del sistema anterior básicamente por

contar con un sensor de giro más el CMP o

sensor del árbol de leva, como recordaremos

en el ciclo de combustión de un motor de 4

tiempos el cigüeñal debe realizar 2 giros

completos para completarlos, esto quiere

decir que aunque se tenga una marca en la

polea o volante de este sincronizada con el

movimiento del pistón Nº 1 seria imposible

saber si este llega al PMS en una carrera de

compresión o escape.

Pues bien a suplir la falencia anterior viene el sensor en el árbol del levas.

Para graficar lo dicho anteriormente tomaremos los 4 tiempos de los cilindros Nº 1 y a su vez

mostraremos el sincronismo con ambas poleas.

Como muestra la grafica con un sensor en el leva, si es posible saber en que carrera llega al PMS

el pistón Nº 1 logrando con ello sincronizar la apertura del inyector de ese cilindro justo antes de

la apertura de la válvula de admisión haciendo posible una mayor economía de combustible

puesto que solo se proporcionara este al cilindro que lo vaya a ocupar en su oportunidad.

Para el encendido en si este sensor ayuda para un mejor control del avance, pero en cuanto al

salto de la chispa no tiene injerencia puesto que esta sigue saltando en cilindros pares no

importando la carrera en la que se encuentren (escape o admisión).

Sensor CMP (Camshaft – Position).

El CMP o sensor de la leva es del tipo Hall, por la capacidad de

crear una señal a baja velocidad, su funcionamiento y

comprobaciones son los mismos ya descritos en el sistema

Hall. Esta instalado en la polea del eje de leva o en algunos

casos en la costilla de la culata sobre el eje mismo, este

también, al igual que el CKP, tiene una posición predefinida

con cierto grado de avance sobre el Angulo recto que marca la

carrera completa de comprensión.

Page 23: KS-Sistema de Encendido

146 Profesor: Claudio Cordova Muñoz.

Como se observa en el

diagrama eléctrico se

encuentra muy ligada la

inyección electrónica con

el encendido y ambos

controlados por una

misma unidad además,

cabe señalar que cada

inyector posee una línea

diferente de control lo que

determina su trabajo

independiente del resto.

Pruebas al Sistema.

Es imprescindible que en

el circuito de fuerza se

realicen osciloscopia de

encendido, cilindro a cilindro o en su conjunto, además de tomar resistividad tanto de cables

como de bobinas, en todo caso, en este tipo de sistema las fallas son más esporádicas ya que han

eliminado gran parte de los elementos mecánicos que provocan desgaste.

En cuanto a los circuitos de control es muy importante contar con el diagrama eléctrico del circuito

en el que estamos trabajando o bien ser capaces de identificar los elementos que se utilizan y

poder realizar uno propio, todo esto para verificar alimentaciones tanto de positivo como masa,

seguimiento de líneas y señales.

Por ultimo recordaremos que antiguamente cuando fallaba un cilindro, era fijo que se debía a

compresión defectuosa o el encendido y por lo general era este ultimo la causa del problema,

pues bien en la actualidad sé a incorporado un elemento más para verificar, la inyección, puesto

que a hora existe una fuente de alimentación para cada cilindro.


Top Related