Tipos de sistema de encendido y FuncionamientoElectricidad y electrónica Automotriz

Carlos Jesús Luna Lizarde

Escuela Superior De Ingeniería Mecánica Y Eléctrica

Unidad Zacatenco

Para quemar la mezcla de aire y gasolina hace falta prenderla. El sistema que se utiliza actualmente en los motores de gasolina consiste en disparar una o varias chispas en una o dos bujías ubicadas en la parte alta de cada uno de los cilindros. La energía eléctrica producida proviene de la batería; pero como esta suministra una tensión de 12 voltios, hace falta un sistema capaz de aumentarla; para ello se requiere de una bobina, cuyo funcionamiento provoca una gran disminución en la intensidad de la corriente que recibe, acompañada de un incremento proporcional de la tensión. La corriente eléctrica llega hasta las bujas, que tiene dos electrodos: el negativo conectado a masa y el positivo con el cable de la bujía. Cuando es preciso que salte la chispa, la bobina provee el flujo de alta tensión al negativo.

ANTECEDENTES

Podemos Decir que el sistema de encendido convencional tiene dos funciones fundamentales;

1. Producir descargas de alta tensión Para originar las chispas entre los electrodos de las bujías.

2. Conseguir que las Chispas se produzcan en las bujías en el momento preciso.

El circuito Primario: Es el circuito de control del sistema, puede utilizar componentes mecánicos o de tipo eléctrico, sus principales funciones son: Proporcionar la corriente para el

embobinado primario de la bobina para crear un fuerte campo magnético.

Interrumpir el flujo de corriente para que el campo magnético se corte.

Da el tiempo de las primeras dos funciones de modo que el impulso elevado se produce en el circuito secundario en el instante preciso.

Para ello los sistemas cuentan con dos circuitos

El circuito Secundario: Su función es distribuir los impulsos de alto voltaje producidos por la bobina a cada bujía.

La Diferencia Fundamental que existe entre los sistemas de encendido electrónico y los convencional es la forma en la que se interrumpe y controla la corriente en el circuito primario.

De lo Convencional A lo Eléctrico

En los sistemas electrónicos esta función se realiza en un modulo de control electrónico a partir de señales que recibe. Mientras que en los sistemas convencionales , los contactos conocidos como platinos, se abren y cierran parara interrumpir la corriente de una forma mecánica.

La nomenclatura utilizada para nombrar los diferentes tipos de sistemas de encendido, surge del fabricante alemán BOSCH y según su funcionamiento se podrían resumir como:

Tipos de Encendido

1ra GeneraciónSistemas Convencionales

2da GeneraciónSistemas con ayuda

Electrónica(Sin contactos)

3ra GeneraciónSistemas Integres

Estáticos (Sin Distribuidor)

• Encendido convencional con platinos

•Encendido electrónico con bobina captadora

•Encendido Electrónico con sensor Hall

•Encendido Electrónico Integral por efecto Óptico

•Encendido directo computarizado sin distribuidor. *

•Encendido directo computarizad con reparto de chispa mediante de sistema de Bobina-Bujía. **

*Reparto de chispa estático mediante el uso de doble bobina de encendido y controlado por la propia central de encendido.** Se utilizan tantas bobinas de encendido como bujías tenga el motor, cada bobina se controla por separado mediante la propia central de encendido.

Similitudes y Diferencias

1-Distribuidor2-Bobina3-Platinos4-Condensador5-Rotor y tapa de distribuidor6-Cables y Bujías

1-Distribuidor2-Bobina3-Pick Coil4-Modulo de encendido5-Rotor y tapa de distribuidor6-Cables y Bujías

1-Sensor de posición de Árbol de Levas2-Bobina3-Sensor de posición de cigüeñal4-Modulo de encendido5-No aplica6-Cables y Bujías

En este Sistema el uso de un generador de pulsos instalado en la cabeza del distribuidor sustituye la función del ruptor convencional.

Encendido Electrónico con bobina Captadora.

El generador de impulsos esta integrado por una rueda de aspas llamada ``rotor``, de acero magnético, que proporciona durante su rotación una variación del flujo magnético e induciendo de esta manera una tensión en la bobina que se envía posteriormente a la unidad electrónica.

A. Distribuidor con generador de impulsos de inducción

B. Unidad de Control de Encendido

C. Llave de contacto

D. Batería

E. Contador de revoluciones

F. Bobina de encendido

G. Tapa de distribuidor

H. Rotor del distribuidor

I. Bujía

2da GeneraciónSistemas con ayuda Electrónica(Sin contactos)

Encendido electrónico con bobina captadora

Recibe Los impulsos Eléctricos que le envía el generador de impulsos desde el distribuidor y se encuentra dividida en tres partes:

Modulador de Impulsos*

Mando de Ángulo de Cierre**

Estabilizador***

La Unidad De Control

*Transforma la señal de tensión alterna que le llega del generador de inducción, en una señal de onda cuadrada de longitud e intensidad adecuadas para el control de la corriente primaria y el instante de corte de la misma, estas magnitudes son independientes de l a velocidad de rotación del motor.**Varia la duración de los impulsos de la señal de onda cuadrada en función de a velocidad de rotación del motor.***Mantener la tensión de alimentación lo mas constante posible.

Transformación de la señal

El otro sistema de encendido electrónico utilizado, es el que dispone como generador de impulsos el llamado de "efecto Hall". El funcionamiento del generador de impulsos de "efecto Hall" se basa en crear una barrera magnética para interrumpirla periódicamente, esto genera una señal eléctrica que se envía a la centralita electrónica que determina el punto de encendido.

Encendido Electrónico con sensor Hall

Para Saber si un distribuidor lleva un generador de impulsos ``inductivo`` o de ``efecto Hall`` solo tendremos que fijarnos en el numero de cables que salen del distribuidor a la unidad de control electrónica si lleva solo dos cables se trata de un distribuidor con generador de impulsos de inducción, en caso de que lleve tres cables se trata de un distribuidor con generador de impulsos de efecto Hall

La unidad de control tiene la misión de hacer conducir o interrumpir el paso de corriente por el transistor de potencia o lo que es lo mismo dar paso o cortar la corriente a través del primario de la bobina de encendido; pero además también efectúa otras funciones sobre la señal del primario de la bobina como son:

Limitación de Corriente* Regulación del tiempo de cierre

Modulo Electrónico de Efecto Hall

*Debido a que este tipo de encendidos utilizan una bobina con una resistencia en el arrollamiento primario muy baja (valores inferiores a 1 ohmio y esto es así por que permite que el tiempo de carga y descarga de la bobina sea muy reducido) , resulta que a bajo régimen la corriente puede llegar hasta a 15 A lo cual podría dañar la bobina. Para evitar eso la unidad de control incorpora un circuito que se encarga de controlar la intensidad del primario a un máximo de 6 A.

2.- Regulación del tiempo de cierre:La gran variación de tiempo entre dos chispas sucesivas a altas y bajas revoluciones hace que los tiempos de carga sean a la vez muy dispares produciendo tiempos de saturación de la bobina de encendido excesivos en algunos casos y energía insuficiente en otros.Para evitar esto el modulo incorpora un circuito de control que actúa en base a la saturación del transistor Darlington para ajustar el tiempo de cierre el régimen del motor.

La figura inferior muestra su esquema eléctrico de conexiones, donde se aprecia que dispone de tres etapas funcionales: la de potencia (6c) que incluye el transistor Darlington que comanda el primario de la bobina de encendido, la etapa moduladora y amplificadora (6b) de los impulsos y la etapa estabilizadora (6a) de la tensión.El generador de impulsos se conecta en este caso con la unidad de control por medio de tres hilos conductores (como se ve en el esquema de la figura), que permiten alimentar de corriente el circuito Hall (bornes + y -) y transmitir las señales de mando a la unidad de control (borne o).

Funcionamiento

En la figura inferior se presenta un esquema de encendido electrónico por transistores. Consta de tres etapas que vienen determinadas por los bloques de captación de impulsos, de pre amplificación y de amplificación de potencia.

Consta de dos Componentes Básicos: un diodo emisor de luz, y un receptor de la misma.

El elemento emisor es un foto diodo o un fototransistor; el elemento receptor al igual es un foto diodo o un fototransistor que recibe la luz, la amplifica y la envía al modulo de control electrónico.

Además de estos componentes, se utiliza una rueda o disco con perforaciones, llamada ``reluctora*``, que sirve para indicar los grados de giro o avance del motor y el inicio del ciclo de encendido.

Encendido Electrónico Integral por efecto

Óptico

*Esto es un pedazo de metal ferroso, que parece una rueda con radios o dientes. Se llama a veces armadura, núcleo sincronizador o rueda disparadora.

Ranuras del Angulo del cigüeñal: o ranuras de alta velocidad de datos, ubicadas en la orilla externa del disco y están colocadas a cada dos grados de avance del cigüeñal. Su función es reenviar una señal que se utiliza para aumentar la exactitud de la sincronización de la ignición a velocidades de hasta 1000 rpm.

Ranuras Sensoras del PMS: Esta señal dispara la inyección de combustible, controla la velocidad de marca mínima y da señales de sincronización de ignición a velocidades mayores de 1200 rpm.

Origen De Las Señales

La diferencia entre un encendido electrónico y un encendido electrónico computarizado, es que en este ultimo caso los ajustes de encendido se basan en sensores que verifican las condiciones del motor, y en que la información es compartida entre el modulo de encendido y la computadora.

Encendido Directo

Computarizado

Eliminan por competo el elemento mecánico de encendido: El distribuidor.

La diferencia fundamental contra los demás sistemas de encendido electrónico la encontramos en la bobina de encendido.

Sistema DIS

El funcionamiento del sistema de encendido se basa en el funcionamiento en pares de los cilindros. Esto significa que la chispa ocurre simultáneamente en el cilindro que esta en su carrera de compresión y en el que se encuentra en su carrera de escape.

Chispa Perdida

El sistema de encendido DIS (Direct Ignition System) tambien llamado sistema de encendido sin distribuidor (Distributorless Ignition System)