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En el sistema de encendido de un motor de chispa, se utiliza una bobina de encendido para transformar el voltaje de la batería en el voltaje mucho mayor necesario para accionar la (s) bujía (s). Las bujías utilizan este pulso de electricidad de alto voltaje para encender la mezcla de aire y combustible .
La bobina de encendido está compuesta por dos conjuntos de bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro. Los motores antiguos suelen usar una sola bobina de encendido cuya salida se dirige a cada cilindro mediante un distribuidor , un diseño que todavía se utiliza en varios motores pequeños (como los de las cortadoras de césped). Los motores de automóviles modernos suelen usar un sistema sin distribuidor (como el de bobina sobre bujía ), en el que cada cilindro tiene su propia bobina de encendido.
Los motores diésel utilizan encendido por compresión y, por lo tanto, no tienen bobinas de encendido.
Diseño
Una bobina de encendido consta de un núcleo de hierro rodeado por dos bobinas ( devanados ) hechas de alambre de cobre. El devanado primario tiene relativamente pocas vueltas de alambre grueso, mientras que el devanado secundario consta de miles de vueltas de alambre más fino y está aislado del alto voltaje mediante esmalte en los alambres y capas de aislamiento de papel aceitado.
Cuando se cierra el circuito eléctrico que conecta la fuente de alimentación (por ejemplo, la batería del coche) con el devanado primario (mediante un interruptor o un transistor ), fluye corriente a través de este, lo que genera un campo magnético alrededor del núcleo. Esta corriente se mantiene durante un tiempo para acumular energía en la bobina. Una vez cargada, se abre el circuito y la oscilación resultante en el campo magnético induce un alto voltaje en el devanado secundario. Esta electricidad de alto voltaje viaja a través de varios componentes (como el distribuidor y los cables de las bujías ) antes de llegar a la bujía , donde se utiliza para encender la mezcla de aire y combustible.
La apertura del circuito debe coordinarse con la rotación del motor, de modo que la descarga de electricidad de alto voltaje se produzca en el momento óptimo para encender la mezcla de aire y combustible.
Los sistemas de encendido electrónico modernos funcionan con el mismo principio de carga de un circuito eléctrico; sin embargo, utilizan un condensador cargado a unos 400 voltios, en lugar de la carga por inducción de una bobina de encendido. Los voltajes de salida típicos para las bobinas de encendido modernas varían de 15 kV (para un motor de cortacésped) a 40 kV (para un motor más grande). [ 1 ]
Un sistema moderno de chispa única tiene una bobina por bujía. Para evitar la chispa prematura al inicio del pulso primario, se instala un diodo o un espacio de chispa secundario en la bobina para bloquear el pulso inverso que de otro modo se formaría. En los sistemas de chispa perdida más antiguos para motores de cuatro tiempos, el devanado secundario de la bobina de encendido tiene dos terminales de salida, ambos conectados a una bujía. El pulso inverso activa la bujía en un cilindro que no contiene mezcla de aire/combustible (ya que ese cilindro está desfasado 180 grados). [ 2 ]
Materiales
Antiguamente, las bobinas de encendido se fabricaban con devanados de alta tensión aislados con barniz y papel, insertados en una carcasa de acero estirado y rellenos con aceite de transformador o asfalto para su aislamiento y protección contra la humedad. Posteriormente , las bobinas de encendido se moldearon en resinas epoxi rellenas , que penetran en cualquier hueco que se forme dentro de los devanados.
La bobina de encendido suele estar insertada en una carcasa metálica o de plástico con terminales aislados para las conexiones de alta y baja tensión.
Historia
Predecesor
Los primeros automóviles utilizaban un sistema de encendido por magneto , debido a la falta de una fuente de energía eléctrica (por ejemplo, una batería). Las bobinas de encendido reemplazaron al magneto en los automóviles nuevos, ya que las baterías se convirtieron en un elemento común (para el arranque y la iluminación). En comparación con el encendido por magneto, un sistema de bobina de encendido puede proporcionar una chispa de alto voltaje a bajas revoluciones del motor (RPM), lo que facilita el arranque. [ 3 ]
Sistemas primitivos
La mayoría de los sistemas de bobina de encendido antiguos utilizaban una sola bobina compartida por todas las bujías (a través de un distribuidor ). Hubo algunas excepciones, como el Saab 92 y el Wartburg 353, que utilizaban una bobina independiente para cada cilindro, y el Citroën 2CV de 1948, que utilizaba un sistema de chispa perdida con una bobina de encendido de doble extremo y sin distribuidor.
Sistemas sin distribuidor
Desde la década de 1990, los sistemas de encendido han evolucionado mayoritariamente hacia un diseño en el que se prescinde del distribuidor y el encendido se controla electrónicamente. En estos sistemas sin distribuidor, se utilizan varias bobinas de encendido más pequeñas, generalmente una bobina por cada cilindro o un sistema de chispa perdida con una bobina por cada par de cilindros.
Las bobinas de encendido para estos motores se pueden combinar en una sola carcasa (un paquete de bobinas ) y ubicarse lejos de las bujías. Este sistema fue visto por primera vez en 1985 por Nissan, para sus motores RB20DET NICS y CA18DE NICS, y se conoce como "NDIS" o Sistema de Encendido Directo de Nissan. Sin embargo, cada vez es más común el uso de sistemas de bobinas sobre bujía , donde las bobinas de encendido individuales son pequeñas unidades conectadas directamente a la parte superior de cada bujía. Una ventaja de los sistemas de bobinas sobre bujía es que, en caso de falla, se puede reemplazar una sola bobina de encendido en lugar de, innecesariamente, reemplazar las de todos los cilindros.
Véase también
Referencias
- ↑ "Bobinas Chevrolet Screamin' Demon – Distribuidores de alto rendimiento" .
- ↑ Horst Bauer (ed.), Manual de automoción, cuarta edición, Robert Bosch GmBH, 1996, ISBN 0-8376-0333-1págs. 439-440
- ↑ VAW Hillier, Fundamentos de electrónica automotriz de Hillier , Nelson Thornes, 1996 ISBN 0-7487-2695-0, página 167
- Sistemas de encendido
- Bobinas electromagnéticas
- Componentes del motor