UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGODEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA AGRICOLA

MATERIA: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

TEMA:

SISTEMA DE ENCENDIDO EN MOTORES POR CHISPAALUMNOS:

MARTINEZ VASQUEZ EMIR

PEREZ SEGUNDO FERNANDO

PONCE PACHECO LUIS ANGEL

RAMIREZ CORONA ANASTACIO

RAMIREZ MEZA JOSE EDGAR

REYES RIVERA ALEJANDRO ERIC

LOPEZ SANTIAGO DONASIANO

RESENDIZ NAVOR ERNESTO

SISTEMA DE ENCENDIDO EN MOTORES POR CHISPA

EL SISTEMA DE ENCENDIDO

En los motores, para lograr un buen rendimiento, es importante que se produzca una buena combustión. El sistema de inyección es responsable por generar una buena mezcla en condiciones optimas para la combustión.¿Pero de que sirve una buena mezcla, si no tenemos una buena chispa?Entonces, el sistema de encendido, platino o electró-nico, tiene la función de producir la chispa con potencia suficiente para realizar una buena combustión.

Cuando se habla de sistema de encendido generalmente nos referimos al sistema necesario e independiente capaz de producir el encendido de la mezcla de combustible y aire dentro del cilindro en los motores de gasolina o LPG, conocidos también como motores de encendido por chispa.

En los motores de gasolina resulta necesario producir una chispa entre dos electrodos separados en el interior del cilindro en el momento justo y con la potencia necesaria para iniciar la combustión.

Su función consiste en generar en las bujías la chispa necesaria para la ignición de la mezcla dentro de los cilindros en el orden adecuado de funcionamiento.En los sistemas de encendido denominados básicos (denominados también como encendido por batería) podemos encontrar la llave de contacto, bobina, ruptor, el condensador, distribuidor, bujias.

El sistema

Es el sistema necesario para producir el encendido de la mezcla de combustible y aire dentro de los cilindros dentro de los motores a gasolina o LPG, para los cuales es necesario generar una chispa en el momento justo con la potencia necesaria para iniciar la combustión.

El motor de encendido por chispa está basado en principios teóricos enunciados por BEAU DE RocHAS, según los cuales la combustión se verifica a volumen constante, y fue realizado prácticamente por el alemán OTTO, en 1862.

Generación de la chispa

La electricidad puede saltar entre dos electrodos aislados si el voltaje se sube lo suficiente produciendo lo que se conoce como arco eléctrico.

Este fenómeno depende básicamente de 2 factores: La temperatura y naturaleza de los

electrodos La presión reinante en la zona del

arco eléctrico.

De esto se deriva la primera condición

Condición 1: El sistema de encendido debe elevar el voltaje del sistema eléctrico del automóvil hasta valores capaces de hacer saltar la electricidad entre dos electrodos separados colocados dentro del cilindro a la presión alta de la compresión.

Momento del encendido

Durante la carrera de admisión la mezcla que ha entrado al cilindro, ya sea desde el carburador o desde la inyección de gasolina, se calienta, el combustible se evapora y se mezcla íntimamente con el aire. En ese momento se debe generar la chispa dentro de la masa de la mezcla e inicia la combustión

AVANCE AL ENCENDIDOEste proceso aunque rápido no es instantáneo, demora cierto tiempo, por lo que nuestro sistema debe producir la chispa un tiempo antes de que sea necesario el incremento brusco de la presión, es decir antes del punto muerto superior.

Si consideramos constante esta velocidad de avance es evidente que conforme aumenta la velocidad de rotación del motor , el pistón se moverá mas rápido, por lo que tendremos necesariamente, que adelantar el inicio del salto de la chispa a medida que aumenta la velocidad de rotación del motor.

De este asunto surge la segunda condición que debe cumplir el sistema de encendido:

Condición 2: El sistema de encendido debe ir adelantando el momento del salto de la chispa con respecto a la posición del pistón gradualmente a medida que aumenta la velocidad de rotación del motor.

No es estrictamente cierto que la velocidad de adelanto es constante además depende del nivel de llenado del cilindro con mezcla durante la carrera de admisión y de la riqueza de esta, la presión dentro del cilindro se incrementará a mayor o menor velocidad a medida que se quema, por lo que durante el avance de la llama en un cilindro lleno y rico la presión crecerá rápidamente y puede que la mezcla de las partes mas lejanas a la bujía no resistan el crecimiento de la presión y denoten antes de que llegue a ellas el frente de llama, con la consecuente pérdida de rendimiento y perjuicio al motor.

De aquí surge la tercera condición que debe cumplir el sistema de encendido:

Condición 3: El sistema de encendido debe ir atrasando el momento del salto de la chispa a medida que el cilindro se llena mejor en la carrera de admisión.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO

Batería de acumuladores o generador:

Resulta imprescindible una fuente de suministro de energía eléctrica para abastecer al sistema

Distribución del encendido

Cuando el motor tiene múltiples cilindros de trabajo resultará necesario producir la chispa cumpliendo con los requisitos tratados hasta aquí, para cada uno de los cilindros por cada vuelta del cigüeñal en el motor de 2 tiempos, y por cada dos vueltas en el de 4 tiempos.

Rotor

Resistor en el rotor

De aquí la cuarta condición:

Condición 4: El sistema de encendido debe producir en el momento exacto una chispa en cada uno de los cilindros del motor.

Transformador elevador de alta relación de elevación (bobina)

Elemento que sea capaz de subir el bajo voltaje de la batería, a un valor elevado para el salto de la chispa (varios miles de voltios).

Distribuidor

Dispositivo que distribuye el alto voltaje a los diferentes cables de cada una de las bujías en concordancia con las posiciones respectivas de sus pistones para el caso del motor policilíndrico.

Bujías

Elementos productores de la chispa dentro de los cilindros.

BUJIAS

Es el componente encargado de suministrar la chispa de encendido dentro de la cámara de

combustión, en un motor de combustión interna.

TIENEN 2 FUNCIONES:

• Inflamar la mezcla de aire y combustible;

• Disipar el calor generado en la cámara de combustión hacia el sistema de refrigeración del motor.

LA CHISPA

Este fenómeno es generado por la conversión de la energía eléctrica generada por la bobina del encendido en un arco eléctrico.

Su propósito es que se genere la transmisión del movimiento mecánico a través de la expansión rápida de la mezcla aire-combustible que es quemada con la chispa.

La bujía debe recibir al menos 5000 V, para poder generar la chispa con la energía suficiente para realizar la combustión de la mezcla.

DIFUSIÓN DE CALORLa temperatura de la punta de encendido de la bujía debe de encontrarse lo suficientemente baja como para prevenir la pre-ignición o detonación, pero lo suficientemente alta como para prevenir la carbonización.

Esto es llamado “rendimiento térmico”, y es determinado por el rango térmico de la bujía.

La tasa de transferencia de calor se determina por:

• La profundidad del aislador;• Flujo de gases frescos alrededor de la bujía;• La construcción y/o materiales del electrodo central y el aislante de porcelana.

PARTES

AVERÍASPor derrame de aceite

Por exceso de calor

Por pre-encendido

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES

FUENTE DE ALIMENTACION En general para motores de

camiones, autos, tractores, etc. Se usa una batería de acumuladores.

motores estacionarios se pueden usar generadores de pulsos eléctricos conocidos como magnetos.

motores monocilindricos de arranque manual la electricidad la induce un imán permanente empotrado en el volante en el lugar apropiado al pasar frente a una bobina fija en el cuerpo del motor.

GENERACION DE ALTO VOLTAGE

El voltaje de alimentación del sistema de encendido, alimentado con una batería suele ser de 6, 12, o 24 volts, mucho mas bajo de los 18,000 a 25,000 voltios necesarios para generar la chispa entre los electrodos de la bujía, separados hasta 2mm, y bajo la presión de la compresión. Para lograr este incremento se acude a un transformador elevador con muy alta relación entre el número de vueltas del primario y del secundario, conocido como bobina de encendido

Funcionamiento

Mientras el contacto está cerrado, circula una corriente eléctrica por el primario del transformador, en el momento de abrirse el contacto, esta corriente se interrumpe por lo que se produce un cambio muy rápido del valor del campo magnético generado en el núcleo del transformador, y por lo tanto la generación de un voltaje por breve tiempo en el secundario. Como la relación entre el número de vueltas del primario y del secundario es muy alta y además el cambio del campo magnético ha sido violento, el voltaje del secundario será extremadamente mas alto, capaz de hacer saltar la chispa en la bujía.

DISTRIBUCION

Se necesita una chispa para cada cilindro, comúnmente se tiene un sistema que genera alto voltaje cada vez q sea necesario(una vez por cilindro) y otro que distribuya la electricidad a la bujía del cilindro correspondiente. Éste es el trabajo del distribuidor.

funcionamientoUna leva sincronizada con el motor a través de engranajes gira, y abre el contacto un numero de veces idéntico al numero de cilindros por cada vuelta, el voltaje generado por la bobina de encendido se conecta a un puntero que gira también sincronizado con el motor, de manera que cada vez que la leva abre el contacto, uno de los terminales que conduce a una bujía está frente al puntero y recibe la corriente.

DISTRIBUIDOR DE UN ENCENDIDO CLASICO

Adelanto al encendido con la velocidad del motor

Hemos visto que una leva está montada en un eje que a su vez se mueve desde el motor a través de un engranaje para garantizar el debido sincronismo.  Si montamos la leva en su eje de manera que pueda girar sobre él y determinamos su posición exacta con respecto al eje a través de un mecanismo centrífugo podremos modificar la posición de la leva con respecto al eje en dependencia de la magnitud de la velocidad de su giro. De esta forma podremos ir adelantando el encendido cuando la velocidad aumenta y disminuyéndolo cuando esta velocidad baja

Atraso al encendido cuando se acelera (se llena mejor el cilindro) Esto se logra en función de la presión

existente dentro del conducto de admisión a la hora de acelerar, la base del interruptor gira con respecto al eje de la leva, existe un diafragma flexible que recibe la presión del conducto de admisión , vence la fuerza de un resorte haciendo girar la base del contacto en mayor o menor proporción de acuerdo a la presión y por lo tanto mueve el contacto con respecto a la leva con lo que la apertura de este se logra mas temprano o mas tarde de acuerdo al llenado del cilindro

En conjunto

El cable de la batería alimenta el primario de la bobina de encendido.

La leva y el rotor que distribuye la corriente de alto voltaje a las bujía están montados en el eje conectado al motor.

El cable de alto voltaje que sale de la bobina entra al centro del rotor por medio de un contacto deslizante y este lo transmite a la bujía correspondiente al girar.

EN CONJUNTO

METODO ELECTRONICO

Se introduce el transistor

Cuando el contacto se cierra la base del transistor se polariza positivamente y este conduce, por lo que se establece la corriente del primario, la repetición de los ciclos de apertura y cierre del contacto, hace que se abra y cierre el circuito del primario y que se generen los pulsos de alto voltaje en el secundario y con ello la chispa en la bujía, tal y como sucedería si el contacto estuviera interrumpiendo la corriente del primario de la bobina, con la diferencia de que la corriente de base para la apertura y cierre del transistor es sumamente pequeña comparada con la del primario.

Desaparece el Contacto

Para sustituir el contacto solo necesitamos algún dispositivo que pueda conectar y desconectar la corriente de base del transistor de manera brusca (como un pulso eléctrico) ya que este se encarga del resto del trabajo.Esto define los tipos de Métodos que surgen para sustituir el contacto.

METODO FOTO-ELECTRICO

Conectamos corriente a un LED y con él iluminamos un foto-diodo así tendremos algo como un contacto cerrado, si interponemos un objeto opaco entre ellos, el foto-diodo queda a oscuras y no conduce, lo que representa el mismo contacto abierto. La velocidad de respuesta de ambos dispositivos es muy rápida 

METODO DE INDUCCIONCuando cambia el valor del campo magnético a que está sometido una bobina, en ella se induce un voltaje que dependerá de la magnitud del cambio por unidad de tiempo y del número de vueltas de la bobinaSe tiene un generador con tantas zapatas polares como bujías en el motor y se sincroniza con su giro se podrá generar un pulso voltaico cada vez que sea necesario.

Método a efecto hallEste método se basa en el efecto hall, en este caso un aro dentado y magnetizado de manera que cada diente constituye una zona imantada, gira como en el caso anterior, frente a un sensor Hall, el voltaje producido por el sensor se amplifica, se convierte en un pulso bien definido y se aplica a la base del transistor.