Sistema de encendido

Los nuevos sistemas de alimentación de los motores de combustión interna de gasolina, incorporan el sistema de encendido  y el combustible en un solo sistema, conocido como sistema de gestión del motor,  utilizando la unidad central  para controlar todo el sistema.

Conozcamos el esquema general de los sistemas de encendido básicos, presentes en la mayoría de los autos.

Generación de la chispa

El sistema de encendido debe elevar el voltaje del sistema eléctrico, hasta un valor capaz de hacer saltar la electricidad entre dos electrodos separados colocados dentro del cilindro a la presión necesaria para encender la mezcla.

Cuando se produce la chispa se inicia el encendido en la zona cercana a la bujía, que avanza hacia el resto de la cámara en un frente de llama, hasta alcanzar toda la mezcla, no es un proceso instantáneo, por lo tanto el salto de la chispa se debe producir un tiempo antes de que la presión se incremente, ósea antes del PMS (punto muerto superior) a este factor se le conoce como avance de encendido.

Lo que quiere decir que el sistema de encendido debe ir adelantando el momento del salto de la chispa con respecto a la posición del pistón, de forma gradual a medida que la velocidad de rotación va aumentando.

También se debe considerar que el encendido como depende directamente de la presión y de la mezcla que ingresa en el cilindro, cuando el llenado es mayor y el cilindro se llena mejor en la admisión, el encendido debe retrasarse.

Diagrama de encendido

El sistema básico de encendido requiere de un una fuente de suministro de energía, que puede ser una batería o un generador, también de un elemento capaz de elevar el voltaje de la batería, capaz de hacer saltar la chispa, que tendrá en cuenta las señales de los sensores que le indican la velocidad y la posición del pistón para determinar el momento exacto para la elevación del voltaje, para realizar esta actividad se requiere de un transformador que se denomina bobina de encendido, un elemento que distribuya la alta tensión distribuidor  y unos elementos productores de la chispa bujías, para controlar el avance o retraso del encendido inicialmente el sistema se valía de unos platinos y un vacio, con  un mecanismo de leva o de efecto hall para la distribución.

El diagrama que se relaciona a continuación es un resumen de cómo es el proceso de encendido

Componentes

Fuente de alimentación

Para realizar el encendido en motores estacionarios se utilizan generadores de pulsos eléctricos que tienen imanes que son pequeños generadores tipo rotor imán, para el suministro de electricidad en el automóvil utiliza una batería, ya que requiere un acumulador para tener esta energía disponible para cada encendido y para las demás funciones que esta tiene en el sistema eléctrico del auto.

Generación de alto voltaje

En los motores la alimentación es de 6,12 o 24 V, que es bajo, el voltaje necesario está entre 18 mil y 25 mil voltios, para lograr este aumento en el voltaje se usa un transformador elevador, conocido como bobina de encendido,  la bobina tiene dos circuitos enrollados, primario y secundario, donde el primario va conectado a la batería y el secundario a la bujía, todo el circuito esta aterrizado, hay un contacto que mientras está cerrado circula una corriente por el embobinado primario del transformador, en el momento que se abre el contacto, la corriente se interrumpe y produce un campo magnético en el  núcleo del transformador, este genera un voltaje por determinado tiempo, la relación de vueltas que existe en los circuitos primario y secundario es muy alta y sumados al cambio en el campo magnético el voltaje en el secundario se eleva de una forma extrema generando el salto de la chispa en la bujía.

Sincronizando el momento de apertura y cierre del contacto con el movimiento del motor y la posición del pistón se genera la chispa de una forma adecuada para el funcionamiento.

Distribución

Cuando el motor tiene más de un cilindro se requiere de chispa para cada cilindro, se puede optar por una bobina en cada cilindro, pero lo más frecuente es encontrar un sistema que distribuya la misma entre los cilindros y un sistema elevador de voltaje que produzca esta elevación tantas veces como sea necesario (una en cada cilindro) y otro aparato que la difunda a la bujía correspondiente, este se llama distribuidor.

¿Cuáles son los elementos principales del sistema de encendido?

El componente más importante del sistema de encendido es la batería, que alimenta el circuito primario y el motor de arranque, y la llave de contacto, que arranca el coche. Pero hay otros componentes que conforman el sistema:

Bobinas de encendido: son los componentes encargados de aumentar la tensión para producir la chispa en la bujía. Hay una bobina para cada bujía, lo que facilita el encendido de cada una de ellas.

Bujía: sirve para producir un arco eléctrico entre los electrodos.

Unidad de control de encendido: se encarga de encender y apagar el circuito primario de la bobina.

Interruptor de encendido: se utiliza para conectar y desconectar el encendido.

Batería: sirve como fuente de energía para el sistema de encendido.

Sensor de posición de cigüeñal: está situado en el cigüeñal y se utiliza para determinar la posición o carrera del pistón.

Sensor de posición de árbol de levas: se utiliza para determinar la sincronización de las válvulas.

¿Qué sensor controla la chispa?

Sensor CKP. Se trata de un dispositivo de efecto Hall que registra la velocidad del motor y la posición del cigüeñal. El ordenador utiliza esta información para determinar el impulso de inyección y el tiempo de encendido.

Sistema de encendido electrónico

Con el encendido electrónico, la función de interrumpir la corriente en el circuito primario de la bobina, que genera la tensión necesaria para la bujía por autoinducción, la realiza un componente electrónico en lugar de placas de circuitos. Por tanto, no hay componentes mecánicos que puedan desgastarse con el tiempo.

Estos sistemas se denominan comúnmente DIS o sistemas de encendido directo. Funcionan sin distribuidor de encendido gracias a la presencia de una bobina para cada bujía o grupo de bujías que trabajan simultáneamente.