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• MIGUEL

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SEMESTRE: CUARTO MATERIA: ELECTRONICA AUTOMOTRIZ TURNO:

MAÑANA

ENCENDIDO CONVENCIONAL Este sistema es el mas sencillo de los sistemas de encendido por bobina, en el, se cumplen todas las funciones que se le piden a estos dispositivos. Esta compuesto por los siguientes elementos que se van a repetir parte de ellos en los siguientes sistemas de encendido mas evolucionados que estudiaremos mas adelante.        

Bobina de encendido (también llamado transformador): su función es acumular la energía eléctrica de encendido que después se transmite en forma de impulso de alta tensión a través del distribuidor a las bujías. Resistencia previa: se utiliza en algunos sistemas de encendido (no siempre). Se pone en cortocircuito en el momento de arranque para aumentar la tensión de arranque. Ruptor (también llamado platinos): cierra y abre el circuito primario de la bobina de encendido, que acumula energía eléctrica con los contactos del ruptor cerrados que se transforma en impulso de alta tensión cada vez que se abren los contactos. Condensador: proporciona una interrupción exacta de la corriente primaria de la bobina y ademas minimiza el salto de chispa entre los contactos del ruptor que lo inutilizarían en poco tiempo. Distribuidor de encendido (también llamado delco): distribuye la alta tensión de encendido a las bujías en un orden predeterminado. Variador de avance centrifugo: regula automáticamente el momento de encendido en función de las revoluciones del motor. Variador de avance de vació: regula automáticamente el momento de encendido en función de la carga del motor. Bujías: contiene los electrodos que es donde salta la chispa cuando recibe la alta tensión, ademas la bujía sirve para hermetizar la cámara de combustión con el exterior.

Funcionamiento

Una vez que giramos la llave de contacto a posición de contacto el circuito primario es alimentado por la tensión de batería, el circuito primario esta formado por el arrollamiento primario de la bobina de encendido y los contactos del ruptor que cierran el circuito a masa. Con los contactos del ruptor cerrados la corriente eléctrica fluye a masa a través del arrollamiento primario de la bobina. De esta forma se crea en la bobina un campo magnético en el que se acumula la energía de encendido. Cuando se abren los contactos del ruptor la corriente de carga se deriva hacia el condensador que esta conectado en paralelo con los contactos del ruptor. El condensador se cargara absorbiendo una parte de la corriente eléctrica hasta que los contactos del ruptor estén lo suficientemente separados evitando que salte un arco eléctrico que haría perder parte de la tensión que se acumulaba en el arrollamiento primario de la bobina. Es gracias a este modo de funcionar,

perfeccionado por el montaje del condensador, que la tensión generada en el circuito primario de un sistema de encendido puede alcanzar momentáneamente algunos centenares de voltios.

Debido a que la relación entre el numero de espiras del bobinado primario y secundario es de 100/1 aproximadamente se obtienen tensiones entre los electrodos de las bujías entre 10 y 15000 Voltios. Una vez que tenemos la alta tensión en el secundario de la bobina esta es enviada al distribuidor a través del cable de alta tensión que une la bobina y el distribuidor. Una vez que tenemos la alta tensión en el distribuidor pasa al rotor que gira en su interior y que distribuye la alta tensión a cada una de las bujías.

En la figura inferior se han representado las variaciones de corriente y tensión (primaria y secundaria de sus circuitos correspondientes) en función del tiempo. En la curva correspondiente a la corriente primaria, pueden verse las oscilaciones y los cambios de sentido de esta en el momento de abrirse los contactos del ruptor. Las mismas oscilaciones se producen en la tensión primaria. En la curva correspondiente a la tensión secundaria, pueden observarse el máximo valor alcanzado por la tensión de encendido y la subida brusca de la misma (aguja de tensión), para descender también bruscamente al valor de inflamación, en un cortisimo espacio de tiempo. La tensión de inflamación es ondulada, debido a las variaciones de flujo en el primario. La duración de la chispa supone un corte espacio de tiempo en que los contactos del ruptor permanecen abiertos.

El distribuidor Es el elemento mas complejo y que mas funciones cumple dentro de un sistema de encendido. El distribuidor reparte el impulso de alta tensión de encendido entre las diferentes bujías, siguiendo un orden determinado (orden de encendido) y en el instante preciso. Funciones:   

Abrir y cerrar a través del ruptor el circuito que alimenta el arrollaminto primario de la bobina. Distribuir la alta tensión que se genera en el arrollamiento secundario de la bobina a cada una de las bujías a través del rotor y la tapa del distribuidor. Avanzar o retrasar el punto de encendido en función del nº de revoluciones y de la carga del motor, esto se consigue con el sistema de avance centrifugo y el sistema de avance por vacío respectivamente.

SISTEMA

DE

ENCENDIDO

ELECTRONICO

DIS

El sistema de encendido DIS (Direct Ignition System) también llamado sistema de encendido sin distribuidor se diferencia del sistema de encendido tradicional en suprimir el distribuidor con esto se consigue eliminar los elementos mecánicos, siempre propensos a sufrir desgastes y averías. Además la utilización del sistema DIS tiene mayor tiempo para que la bobina genere el suficiente campo magnético para hacer saltar la chispa que inflame la mezcla, lo que reduce el número de fallos de encendido a altas revoluciones en los cilindros por no ser suficiente la calidad de la chispa que impide inflamar la mezcla. Se diferencian dos modelos a la hora de implantar este ultimo sistema: 

Encendido independiente: utiliza una bobina por cada cilindro.

Sistema DIS implantado en un motor en "V" de 6 cilindros.



Encendido simultáneo: utiliza una bobina por cada dos cilindros. La bobina forma conjunto con una de las bujías y se conecta mediante un cable de alta tensión con la otra bujía.

Sistema DIS implantado en un motor en "V" de 6 cilindros.

A este sistema de encendido se le denomina también de "chispa perdida" debido a que salta la chispa en dos cilindros a la vez, por ejemplo, en un motor de 4 cilindros saltaría la chispa en el

cilindro nº 1 y 4 a la vez o nº 2 y 3 a la vez. En un motor de 6 cilindros la chispa saltaría en los cilindros nº 1 y 4, 2 y 5 o 3 y 6. Al producirse la chispa en dos cilindros a la vez, solo una de las chispas será aprovechada para provocar la combustión de la mezcla, y será la que coincide con el cilindro que esta en la carrera de final de "compresión", mientras que la otra chispa no se aprovecha debido a que se produce en el cilindro que se encuentra en la carrera de final de "escape".

Gráfico de una secuencia de encendido en un sistema de encendido "simultáneo" ("chispa perdida"). Se ve por ejemplo: como salta chispa en el cilindro nº 2 y 5 a la vez, pero solo esta el cilindro nº 5 en compresión.

Las bujías utilizadas en este sistema de encendido son de platino sus electrodos, por tener como característica este material: su estabilidad en las distintas situaciones de funcionamiento del motor. El voltaje necesario para que salte la chispa entre los electrodos de la bujía depende de la separación de los electrodos y de la presión reinante en el interior de los cilindros. Si la separación de los electrodos esta reglada igual para todas las bujías entonces el voltaje será proporcional a la presión reinante en los cilindros. La alta tensión de encendido generada en la bobina se dividirá teniendo en cuenta la presión de los cilindros. El cilindro que se encuentra en compresión necesitara mas tensión para que salte la chispa que el cilindro que se encuentra en la carrera de escape. Esto es debido a que el cilindro que se encuentra en la carrera de escape esta sometido a la presión atmosférica por lo que necesita menos tensión para que salte la chispa. Si comparamos un sistema de encendido DIS y uno tradicional con distribuidor tenemos que la alta tensión necesaria para hacer saltar la chispa en la bujía prácticamente es la misma. La tensión que se pierde en los contactos del rotor del distribuidor viene a ser la misma que se pierde en hacer saltar la "chispa perdida" en el cilindro que se encuentra en la carrera de escape de un sistema de encendido DIS.

En este sistema de encendido la corriente eléctrica hace que en una bujía la chispa salte del electrodo central al electrodo de masa, y al mismo tiempo en la otra bujía la chispa salta del electrodo de masa al electrodo central.

El "igniter" o modulo de encendido será diferente según el tipo de encendido, siempre dentro del sistema DIS, y teniendo en cuenta que se trate de encendido: 

"simultáneo"

Modulo de encendido: 1.- circuito prevención de bloqueo; 2.- circuito señal de salida IGF; 3.- circuito detección de encendido; 4.- circuito prevención de sobrecorrientes.



"independiente".

Modulo de encendido: 1.- circuito de control de ángulo Dwell; 2.- circuito prevención de bloqueo; 3.- circuito de salida señal IGF; 4.- circuito detección de encendido; 5.- control de corriente constante.

Existe una evolución a los modelos de encendido estudiados anteriormente y es el que integra la bobina y el modulo de encendido en el mismo conjunto.

Su esquema eléctrico representativo seria el siguiente:

Las bobinas de encendido utilizadas en el sistema DIS son diferentes según el tipo de encendido para el que son aplicadas. 

"simultáneo": Las dos imágenes son el mismo tipo de bobina de encendido, con la diferencia de que una es mas alargada que la otra para satisfacer las distintas característica constructivas de los motores.



"independiente". La bobina de este sistema de encendido utiliza un diodo de alta tensión para un rápido corte del encendido en el bobinado secundario.

Bobina y modulo de encendido integrados en el mismo conjunto.     

Esta bobina tiene el modulo de encendido integrado en su interior. Al conector de la bobina llegan 4 hilos cuyas señales son: + Batería. IGT. IGF. masa.

La ECU puede distinguir que bobina no esta operativa cuando recibe la señal IGF. Entonces la ECU conoce cuando cada cilindro debe ser encendido

El sistema DIS con encendido "independiente" tiene la ventaja de una mayor fiabilidad y menos probabilidad de fallos de encendido. El problema que tienen las bobinas integradas con el modulo de encendido es que no es posible medir la resistencia de su bobinado primario para hacer un diagnostico en el caso de que existan fallos en el encendido. SISTEMA DE ENCENDIDO COP

La configuración mas sencilla de este tipo de bobinas es en la cual tiene dos pines de conexión , es este caso tenemos un transformador sencillo, en donde se tiene un devanado primario y uno secundario alrededor de un núcleo de hierro, en la grafica se muestra una bobina de este tipo.

La configuración eléctrica de este tipo de bobinas permite un arreglo en el cual se cuenta con un positivo de contacto, una activaci[on por masa desde el PCM, y una salida de alta tensión hacia la respectiva bujía.

El pin rojo corresponde a un positivo de contacto y el azul a masa. El secundario comparte positivo con el primario, por lo tanto cualquier descarga de secundario se va a realizar buscando al final electrodo de masa de la bujía, si se quiere realizar una efectiva comprobación solo se tiene que colocar el osciloscopio en el primario de la misma forma que se ha trabajado en las bujías de configuración convencional, o los sistemas DIS, y la interpretación de el oscilograma nos brindara un efectivo diagnostico.

TIPOS DE BOBINA

Bobina de cilindros: Es empleada en autos con distribuidores de sistemas de encendido controlados por transistor o por contacto. Como rasgo de diseño, la conexión eléctrica de tres polos es igual a la de una bobina convencional. El circuito primario de corriente adquiere el suministro de tensión por parte del borne 15. Por otro lado, el borne 1 de la bobina suministra masa al bobinado primario a través de la conexión con el ruptor. Mientras, El borne 4 recibe la conexión de alta tensión del distribuidor. Las bobinas convencionales son aún utilizadas en autos antiguos mientras que en autos más actuales con encendido de transistor usan bobinas con caja de conexiones integradas. A continuación, se muestra un esquema de las conexiones y los bornes.

Bobinas de encendido de doble chispa: Este tipo de bobinas solo se encuentra en motores con numero par de cilindros, así como en sistemas de encendido con distribución de alta tensión. El bobinado primario y secundario de la bobina de doble chispa llevan en su interior dos conexiones cada una. El bobinado primario viene unido al borne 15 con el cable de tensión de alimentación (extremo positivo) y se une al borne 1 con el final de la unidad de control o de la conexión de encendido. Por otro lado, el bobinado secundario se encuentra unido a las bujías con las salidas 4 y 4a del esquema anexo. La constitución de este tipo de bobinas consiste en que cada bobina alimenta dos bujías con alta tensión. Debido a que este tipo de bobina genera dos puentes eléctricos al mismo tiempo, léase chispas, una bujía genera la chispa en el tiempo de explosión mientras que la otra en el tiempo de escape, obviamente esto sucede al mismo tiempo. ¿Cómo sucede que estén a diferentes tiempos y que las chispas se generen en el mismo instante?, imagine un motor de 4 cilindros, Mientras dos cilindros se encuentran en el punto muerto superior (PMS), es decir, el tiempo de escape los otros dos cilindros se encontrarán en el punto muerto inferior (PMI), es decir, en el tiempo de explosión.

Bobinas de encendido de cuatro chispas: Este tipo de bobinas de encendido sustituyen a las de dos chispas en los motores de cuatro cilindros. Las bobinas de encendido de cuatro chispas cuentan con dos bobinados primarios que son accionados cada uno por una fase final de la unidad de control. Por otro lado, sólo se cuenta con un bobinado secundario. En las salidas de la bobina, se encuentran presentes dos conexiones para cada bujía y están conectados en modo opuesto mediante cascadas de diodos. (observar esquema anexo)

Bobinas de encendido de una chispa: Las bobinas de una chispa poseen un solo bobinado primario y secundario. La configuración de este tipo de bobinas es uno a uno, es decir, una bobina por cada bujía. Generalmente, las bobinas de encendido de una chispa se encuentran instaladas en la culata del motor, por encima de las bujías. Este tipo de bobinas también vienen unidas al borne 15 por el bobinado primario y la unidad de control con el borne 1. Por otro lado, el bobinado secundario se encuentra unido con salida del borne 4 hacia la bujía. En algunos casos se cuenta con un borne 4b, si se cuenta con éste, se destina para la supervisión de los problemas relacionados con el encendido y la activación de éste dependerá de lo establecido por la unidad de control en el auto. Es importante saber que, las bobinas de encendido de una chispa se conectan de la misma forma que las bobinas convencionales. Asimismo, en el circuito de corriente

secundario viene instalado un diodo de alta tensión que tiene la función de minimizar la denominada chispa final, chispa que se produce al conectar el bobinado primario por autoinducción con el bobinado secundario. Lo comentado es posible gracias a que la tensión secundaria de las chispas cierre adquiere la polaridad contraria a la polaridad de las chispas de encendido. Razón por la cual, el diodo bloquea el paso, por la dirección de la polaridad. En este tipo de bobinas, la segunda salida del bobinado secundario es conectado a masa a través del borne 4b. Por otro lado, en la conexión a masa es conectada una resistencia para la supervisión del encendido, la resistencia representa para la unidad de control la medida generada por la corriente de encendido durante el espacio de duración de la chispa. (Observar esquema anexo)