Sistemas de Encendido Automotriz: Componentes, Funcionamiento y Optimización

Fundamentos del Sistema de Encendido Automotriz

Definición de los Ángulos de Leva del Ruptor

En el mando del ruptor, existen dos ángulos principales: el de apertura y el de cierre.

Dependencia e Influencia de los Tiempos de Apertura y Cierre del Ruptor

Los tiempos de apertura y cierre del ruptor dependen directamente de las revoluciones por minuto (RPM) del motor. Esta dependencia es crucial, ya que influye directamente en el momento y la duración de la chispa, afectando la eficiencia del encendido.

Función del Condensador en el Sistema de Encendido

El condensador cumple una misión fundamental en el sistema de encendido del automóvil:

• Evitar picos de tensión: Absorbe la energía inductiva generada al abrirse los contactos del ruptor, previniendo la formación de arcos eléctricos.
• Proteger los contactos del ruptor: Al suprimir los arcos, evita que los contactos se deterioren o se suelden, prolongando su vida útil y asegurando un funcionamiento fiable.
• Optimizar la chispa: Contribuye a una descarga más rápida y potente en la bobina de encendido, lo que resulta en una chispa más intensa en la bujía.

Componentes Principales de un Distribuidor de Encendido

Un distribuidor de encendido se compone de varios elementos clave:

• Tapa del delco: Protege los componentes internos y distribuye la alta tensión a las bujías.
• Pipa o rotor: Gira dentro de la tapa, dirigiendo la chispa al terminal de la bujía correspondiente.
• Ruptor o platinos: Interrumpe el circuito primario de la bobina, induciendo la alta tensión.
• Condensador: Protege los contactos del ruptor y mejora la chispa.
• Regulador de vacío: Ajusta el avance del encendido en función de la carga del motor.
• Piñón: Engrana con el árbol de levas para sincronizar el giro del distribuidor.
• Contrapesos: Forman parte del regulador centrífugo, ajustando el avance según las RPM.
• Levas: Abren y cierran los contactos del ruptor.

Avance al Encendido y Puesta a Punto

Propósito y Factores del Avance al Encendido

El objetivo principal del avance al encendido es obtener la mayor potencia posible del motor. Esto se logra asegurando que la chispa salte en el momento óptimo para que la combustión se desarrolle completamente cuando el pistón alcanza el punto muerto superior (PMS) o ligeramente después.

El avance depende del ángulo de avance, que se define como el ángulo de la manivela (cigüeñal) respecto al eje del cilindro en el instante exacto en que salta la chispa.

Tipos de Reguladores de Avance al Encendido

Existen principalmente dos tipos de reguladores de avance al encendido:

• Regulador de vacío: Actúa en función de la carga del motor, medida por la depresión en el colector de admisión. A mayor vacío (menor carga), mayor avance.
• Regulador centrífugo: Actúa en función de la velocidad de giro del motor (RPM). A medida que aumentan las RPM, los contrapesos se desplazan por la fuerza centrífuga, aumentando el avance.

Puesta a Punto del Encendido: Concepto y Proceso

La puesta a punto del encendido consiste en determinar y ajustar el momento exacto de apertura de los contactos del ruptor. Este instante es crítico, ya que es precisamente cuando debe saltar la chispa en la bujía del cilindro correspondiente para iniciar la combustión de manera óptima.

Fenómenos Anómalos en la Combustión

Causas del Autoencendido

El autoencendido se produce por la inflamación espontánea de la mezcla aire-combustible debido a un punto excesivamente caliente dentro de la cámara de combustión (por ejemplo, una bujía incandescente, depósitos de carbono). Esto ocurre antes de que salte la chispa programada. Cuando la chispa salta posteriormente, se generan dos frentes de llama, lo que provoca un aumento descontrolado de la temperatura y la presión, pudiendo causar daños al motor.

Origen de la Detonación en Motores

La detonación es un fenómeno indeseado en el que la mezcla aire-combustible, en lugar de quemarse de forma controlada, explota espontáneamente en ciertas zonas de la cámara de combustión. Esto ocurre cuando el frente de llama principal, al propagarse, comprime los gases no quemados restantes hasta un punto en que estos alcanzan su temperatura de autoignición y explotan de forma súbita, generando ondas de presión que chocan entre sí y contra las paredes del cilindro.

Soluciones y Sistemas de Encendido Modernos

Solución para el Salto de Chispas en los Contactos del Ruptor

El salto de chispas (arco eléctrico) en los contactos del ruptor se subsana eficazmente mediante la instalación y correcto funcionamiento del condensador. Este componente absorbe la energía inductiva, evitando la formación de arcos y protegiendo los contactos.

Principio del Encendido Transistorizado por Contactos

El principio de funcionamiento de un encendido transistorizado por contactos se basa en mantener la mayoría de los componentes del encendido convencional, pero sustituyendo los platinos (ruptor) por un transistor. El transistor, actuando como un interruptor electrónico, gestiona la interrupción del circuito primario de la bobina de forma más precisa y sin desgaste mecánico, lo que mejora la fiabilidad y el rendimiento.

Componentes Clave del Generador de Impulsos por Efecto Hall

Los principales componentes de un generador de impulsos por efecto Hall son:

• Placa o sensor Hall: Contiene el circuito integrado Hall.
• Circuito integrado Hall: Detecta la presencia de un campo magnético y genera una señal eléctrica.
• Imán permanente: Crea el campo magnético necesario.
• Tambor obturador (o rotor con ventanas): Interrumpe el campo magnético entre el imán y el sensor Hall, generando los impulsos.

Otras Aplicaciones de los Sensores de Efecto Hall en Automoción

Además de su uso en sistemas de encendido, los sensores de efecto Hall tienen múltiples aplicaciones en el automóvil, incluyendo:

• Medición de la velocidad de rotación (por ejemplo, en el cigüeñal o las ruedas).
• Detección de la posición del árbol de levas.
• Medición de la velocidad del vehículo (en el velocímetro).
• Sensores de posición en sistemas ABS, control de tracción, etc.

Funcionamiento del Sistema de Encendido de Chispa Perdida

El sistema de encendido de chispa perdida (wasted spark) opera de manera similar a un sistema de encendido electrónico moderno, pero elimina el distribuidor de alta tensión. Su principio se basa en el uso de una bobina para cada dos cilindros (generalmente opuestos en su ciclo, como 1 y 4, o 2 y 3 en un motor de 4 cilindros).

Cuando una bobina genera una chispa, esta se envía simultáneamente a dos bujías. Una de estas chispas es la chispa principal, que enciende la mezcla en el cilindro que está en fase de compresión. La otra chispa es la chispa "perdida", que salta en el cilindro opuesto que se encuentra en fase de escape, donde no tiene ningún efecto útil.