TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE
TIANGUISTENCO
“MAQUINAS DE FLUIDOS COMPRESIBLES”
3.4.2 SISTEMAS DE ENCENDIDO
CONVENCIONAL
Encendido convencional (ciclo Otto)
Es el encargado de generar una chispa en el interior de los
cilindros, para provocar la combustión de la mezcla aire-gasolina.
La encargada de generar una alta tensión para provocar la chispa
eléctrica es "la bobina". La bobina es un transformador que
convierte la tensión de batería 12 V. en una alta tensión del orden
de 12.000 a 15.000 V. Una vez generada esta alta tensión
necesitamos un elemento que la distribuya a cada uno de los
cilindros. La alta tensión para provocar la chispa eléctrica en el
interior de cada uno de los cilindros necesita de un elemento que
es "la bujía”.
•Además
el sistema de encendido tiene otra función y es la de
almacenar y generar esta energía eléctrica, mediante los
acumuladores (baterías) y el alternador.
FUNCIONES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO
Llave de contacto
posición de arranque
Motor de arranque
Cigüeñal
Pistones
Encendido por chispa
o
Encendido por compresión (inyección)
Bujía
Bomba de inyección
Sistema de refrigeración
Sistema de lubricación
Alumbrado
Aplicaciones varias
Componentes básicos del sistema de encendido.
Swich (interruptor).
Distribuidor
Batería
Bujía
Bobina
Cables de alta tensión
Este sistema es el más sencillo de los sistemas de encendido por bobina. Es capaz de
generar 20.000 chispas por minuto, es decir, alimentar un motor de cuatro tiempos a
10.000 rpm; aunque para motores de 6-12 cilindros da más problemas
La batería: Es un acumulador de corriente, Todos los vehiculos, traen un
alternador (generador de corriente); cuando el motor esta funcionando,
genera una corriente superior a los 12 voltios, permitiendo que esta, mantenga
su carga en un 100%.
Cable de Alta Tensión: Estos son cables que confiablemente transmiten el
alto voltaje generado en la bobina de encendido hacia las bujías de encendido.
Los conductores (núcleo de alambre) de estos cables son cubiertos con una
capa gruesa de aislante para prevenir la pérdida del alto voltaje. Estos cables
conectan la bobina de encendido al distribuidor y del distribuidor a las bujías
de encendido.
La bobina: Transforma la tensión de bateria (12 V)en un impulso de alta tensión
que hace saltar la chispa entre los electrodos de la bujía. Esta compuesta por un
núcleo de hierro en forma de barra, sobre el cual esta enrrollado el bobinado
secundario, formado por gran cantidad de espiras de hilo fino de cobre (entre 15.000 y
30.000) debidamente aisladas entre sí y el núcleo. La relación entre el numero de espiras
de ambos arrollamiento (primario y secundario) esta comprendida entre 60 y 150.
El distribuidor: distribuye la alta tensión para cada una de las bujías de
acuerdo con la secuencia de encendido. También cumple la misión de
adelantar o retrasar el punto de encendido en los cilindros por medio de un
"regulador centrifugo" que actúa en función del nº de revoluciones del motor y
un "regulador de vació" que actúa combinado con el regulador centrifugo según
sea la carga del motor (según este mas o menos pisado el pedal del acelerador).
El ruptor : Es un contacto que corta o permite el paso de la corriente eléctrica a través de la
bobina. La apertura o cierre del ruptor es provocado por una leva accionada por el eje del
distribuidor, con el cual esta sincronizado para que la apertura de contactos y salto de chispa
se produzca a cada cilindro en el momento oportuno. Los ruptores (contactos de tungsteno),
solamente soportan corrientes de hasta 5 A. Por tanto la misión del condensador en el
circuito de encendido es doble:
1- Proteger los contactos del ruptor, absorbiendo el arco eléctrico que se forma durante la
apertura de los mismos.
2- Al evitar el arco eléctrico, se consigue una mas rápida interrupción del circuito primario de
la bobina, con lo cual la tensión inducida en el secundario alcanza valores mas elevados.
El ruptor en su funcionamiento provoca que salte entre sus contactos un arco eléctrico
que contribuye a quemarlos, transfiriendo metal de un contacto a otro. La forma de la
leva es la de un polígono regular: cuadrada (4 cilindros), hexagonal (6 cilindros),
octogonal (8 cilindros), etc.
La importancia que tiene un buen reglaje de platinos, cuya separación debe oscilar entre
0,4 y 0,45 mm.
Otra cuestión a tener en cuenta para garantizar una larga vida a los contactos de ruptor,
viene relacionado con el valor de la capacidad del condensador. El valor de la capacidad
del condensador viene a ser del orden de 0,2 a 0,3 microfaradios
El distribuidor es accionado por el árbol de levas girando el mismo numero de vueltas
que este y la mitad que el cigüeñal. La forma de accionamiento del distribuidor no
siempre es el mismo, en unos el accionamiento es por medio de una transmisión piñonpiñon, quedando el distribuidor en posición vertical con respecto al árbol de levas. En
otros el distribuidor es accionado directamente por el árbol de levas sin ningún tipo de
transmisión, quedando el distribuidor en posición horizontal.
Bujías de Encendido: La corriente de alto voltaje (10 a 30 Kv) procedente del
distribuidor genera una chispa de alta temperatura entre el electrodo central y
de masa (tierra) de la bujía para encender la mezcla de aire- combustible
comprimida. Las bujías de encendido son divididas dentro del tipo de valor
térmico alto y bujías de tipo de valor térmico bajo, dependiendo del grado de
dispersión (valor térmico) del calor recibido cuando la mezcla de airecombustible es quemada. Ese grado es expresado con un número.
Generalmente, las bujías de encendido que son apropiadas para el motor y
modelo de vehículo son seleccionadas, luego un tipo específico de bujía debe
ser usada
El rango térmico de una bujía se refiere a la temperatura de operación de la misma
bujía Una bujía que disipa más calor es denominada “ bujía fría” debido a que
permanece más fría, mientras que una bujía que disipa mucho menos el calor es
denominada bujía “caliente”.
La longitud de la punta del aislador (T) de las bujías frías y calientes varia. La bujía fría
tiene la longitud de la punta del aislador más corta (a). Puesto que el área de la
superficie expuesta a la llama es pequeña y la ruta de radiación del calor es corta, la
radiación de calor es buena y la temperatura del electrodo central no es muy alta. Por
esta razón, se usa una bujía fría, ya que es más difícil que ocurra el pre-encendido.
Por otro lado, debido a que la bujía caliente tiene la punta del aislador más larga (c),
como resultado, la temperatura del electrodo central aumenta demasiado y la
temperatura de autolimpieza (350 y 500º C.) puede lograrse más rápidamente en el
rango de bajas velocidades que en el caso de una bujía fría.
45 especifica la
bujía más caliente
y 500 la más fría.
SISTEMA DE ENCENDIDO (DIESEL)
En comparación con la gasolina, el Diesel tiene una elevada tendencia a
la inflamación. La temperatura de autoencendido es de 250 ºC. Los
motores (DI), necesitan un sistema de ayuda al arranque.
Los motores de antecámara y de cámara auxiliar de turbulencia
(inyección indirecta), tienen en la cámara de combustión auxiliar una
bujía de espiga incandescente ("calentadores“).
Las bujías de preincandescendia pueden ir conectados
eléctricamente en serie o en paralelo, aunque actualmente se usa
mas la conexión paralelo de forma que una bujía averiada no
afecta al funcionamiento de las otras.
Bujía de espiga incandescente.
Esta montada a presión de forma fija y consta de un tubo metálico resistente a
los gases calientes y a la corrosión, lleva en su interior un filamento
incandescente que consta de dos resistencias conectadas en serie: el filamento
calefactor dispuesto en la punta del tubo incandescente. Hay dos tipos básicos:
De resistencia eléctrica desnuda utilizadas tradicionalmente.
De resistencia eléctrica protegida que se han introducido mas recientemente.
Las bujías GSK2 recientes se caracterizan por alcanzar con mayor
rapidez la temperatura necesaria para el encendido (850 ºC en 4 seg). En
consecuencia, la bujía de espiga incandescente puede continuar
funcionando hasta tres minutos después del arranque. Esta
incandescencia posterior al arranque da lugar a una fase de aceleración y
calentamiento mejoradas con una reducción importante de emisiones y
gases de escape así como reducción del ruido característico en frío de los
motores Diesel.
Bujía de precalentamiento
Calienta el aire de admisión mediante la combustión de
combustible. La mezcla se inflama en la parte delantera de la
bujía de precalentamiento, al entrar en contacto con la espiga
incandescente caliente a mas de 1000 ºC.
Unidad de control de tiempo de incandescencia (GZS)
El proceso de preincandescencia y de arranque se realizada con el interruptor
de arranque. Con la posición de la llave "encendido conectado" comienza el
proceso de preincandescencia. Al apagarse la lampara de control de
incandescencia, las bujías de espiga incandescente están suficientemente
calientes para poder iniciar el proceso de arranque. En la fase de arranque las
góticas de combustible inyectadas se evaporan, se inflaman en el aire caliente
comprimido, y el calor producido origina el proceso de combustión.
Cuando se acciona la llave de contacto, permite el paso de
corriente hasta los calentadores durante un tiempo aproximado de
30 segundos, antes de efectuarse el arranque, encendiéndose al
mismo tiempo la luz testigo en el tablero de instrumentos.
Transcurrido este tiempo, la luz se apaga, indicando que ya se
puede efectuar el arranque.
Posteriormente, ya con el motor en marcha, la central electrónica
suministra una corriente pulsatoria a los calentadores, que siguen
funcionando todavía a intervalos durante un cierto tiempo,
necesario para lograr un rápido calentamiento del motor. Esta
segunda fase de funcionamiento se prolonga hasta
aproximadamente dos minutos después de haber realizado el
arranque del motor.
También se pueden usar rejillas calefactoras que al pasar el
aire de admisión a través de ellas se calienta, estas rejillas
estarán conectadas unos segundos dependiendo de la
temperatura ambiente y se desconectaran después de unos
segundos
Causas de fallo
La principal causa de fallo es que se queden conectadas a la
corriente con el motor en funcionamiento, el calor de la
combustión se agrega al generado por la electricidad por lo
que la temperatura puede llegar a producir la fusión del
material de la resistencia.
Diagnóstico
Estos dispositivos tienen en general un valor bajo de
resistencia eléctrica, por lo que una simple lámpara de las
usadas en el automóvil, colocada en serie con el cable de la
bujía correspondiente encenderá si la bujía está buena y no
lo hará si esta averiada.
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3.4.2 ENCENDIDO CONVENCIONAL