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Sistemas de Ignición
Conceptos Básicos

Esta es una guía básica de la teoría de funcionamiento de los sistemas de ignición clásicos de los vehículos automotores en general.

A partir de 1911 se comienzan a reemplazar los magnetos en la industria del automóvil, por un nuevo sistema compuesto de bobina, capacitor y platinos, que pasaría a ser equipamiento estándar desde entonces (Fig. 1). El funcionamiento de éstos consistía en una cadena o correa que por medio del motor arrastraba el distribuidor, en cuyo interior un platino producía la interrupción de la corriente de una bobina dado la existencia de una leva en el eje del mismo. El distribuidor poseía un rotor que tenía como finalidad determinar en que bujía debía producirse la chispa.

El momento exacto del salto de chispa era determinado o ajustado por un brazo mecánico que fijaba la posición del platino relativo a la leva del eje del distribuidor. En tanto y en cuanto la velocidad del rotor aumentaba, las chispas saltaban más temprano por lo que era necesario ajustar de nuevo el punto de apertura del platino. Esto se solucionó incorporando el pulmón de vacío.


Bobina

En su aspecto constructivo, la misma consistía en un núcleo de hierro sobre el cuál se devanaban dos arrollamientos de alambre de cobre de diámetros diferentes, denominados "primario" y "secundario" respectivamente.

El arrollamiento "secundario" estaba pegado al núcleo, es decir en el interior, mientras que el "primario" se encontraba hacia el exterior del núcleo es decir devanado sobre el "secundario". Al arrollamiento primario se lo alimentaba con 12v desde una batería lo que producía un gran campo magnético sobre él que circundaba a su vez, al arrollamiento secundario. Al producirse la interrupción de este gran campo magnético en el arrollamiento primario, debido a que se interrumpía la alimentación de 12v por medio de los platinos, se generaba una gran fuerza opuesta (Fuerza Contra Electromotriz) de alrededor de 200v a 300v aproximadamente. Debido a que la relación de vueltas entre los arrollamientos es de 100 a 1 aproximadamente, el voltaje que se produce en el arrollamiento secundario es de 30.000v.

Esta tensión es descargada a tierra a través de las bujías, rotor mediante.

 

Capacitor

Debido a las propiedades del campo magnético y a la interrupción de éste por el platino, los 300v provocan en este último una pequeña chispa. A los efectos de prevenirla, se utiliza un capacitor.

Este se carga con un voltaje que luego atenúa la interrupción del campo magnético del arrollamiento primario, cuando actúa el platino. Sin este capacitor, los contactos se destruyen. Por otro lado, este capacitor no debe ser muy grande dado que retardaría demasiado la interrupción del campo magnético lo que impediría el salto de chispa en el arrollamiento secundario.

El voltaje de salida de una bobina depende de la relación de vueltas de los arrollamientos y del valor del voltaje de alimentación de la misma, pero el platino es una llave mecánica que está limitada por la cantidad de corriente que puede circular a través de él. Valores clásicos sitúan a éstos entre 250v y 5 amp.

 

Platinos

Todos los encendidos convencionales están afectados por el "dwell" o ángulo de contacto, que no es otra cosa que el tiempo en que permanece cerrado el platino.

Si el tiempo de "dwell" ( platino cerrado ) es demasiado corto la bobina no tendrá tiempo suficiente para cargarse a altas revoluciones, mientras que si es demasiado largo ( platino muy cerrado ) no podrá interrumpir el campo magnético de manera de producir la chispa. Por lo tanto, el límite del platino está en la capacidad de entregar buena chispa a altas revoluciones.

Además de lo dicho anteriormente, existen otros tipos de problemas que se pueden presentar con este sistema y tiene que ver con , por ejemplo el desgaste de la fibra del patino, el "rebote" del mismo a altas revoluciones, la suciedad que se acumula en los contactos, etc.

 

Ignición Electrónica

Una de las primeras mejoras que se establecieron en los sistemas de ignición, fue la de reemplazar al platino mecánico por un transistor lo que significó un gran ventaja y exactitud en cuanto a tiempos de respuesta se refiere.

Este tiene la ventaja de que puede no solamente soportar tensiones de 400v ó 500v sino que es extremadamente exacto y rápido para cumplimentar una orden (nanosegundos), puede soportar

vibraciones y largos períodos de calor. Estos dispositivos semiconductores (transistores) se agrupan en complejos circuitos para formar parte de los sistemas de ignición electrónica los que a su vez, poseen innumerables prestaciones adicionales. Una disposición clásica de éstos, se puede observar en la Fig.2.

Estos sistemas de ignición electrónica dependen de un sensor ubicado en el distribuidor que tiene como misión dar la orden a la unidad electrónica para que se produzca la chispa en las bujías correspondientes.

Existen varios tipos de sensores, tal como: ópticos, magnéticos y de efecto Hall (Fig. 3). Estos últimos son los más comunes y los de mayor uso en general. Su funcionamiento está basado en la generación de un potencial eléctrico que se establece al hacer circular una corriente eléctrica por un semiconductor debido a la acción de un campo magnético circundante.


Este interrumpe el flujo de corriente aumentando el potencial sobre el semiconductor. El potencial que se crea se puede medir, acondicionar y amplificar a los efectos de disparar o dar la orden a la unidad o módulo de ignición. Los sensores efecto Hall son extremadamente exactos, producen una señal u onda cuadrada (Fig 4) que es adecuada para las aplicaciones en electrónica y es muy durable contra vibraciones y calor, algo muy común en los motores de los automóviles modernos. Son reconocidos también por el hecho de poseer tres cables que son: Alimentación, Señal y Masa.

Existen diferentes tipos de rotores efecto Hall que tienen que ver con las exigencias y diseños de los fabricantes de vehículos.


Los sensores magnéticos también son muy populares y muy usados en general debido a que son constructivamente hablando, fuertes y durables y como característica que lo diferencia de los anteriores está el hecho de que no necesitan de una tensión de aplicación a sus bornes. Ver Fig. 5. Están compuestos de una bobina sensora para detectar el flujo magnético cuando pase delante del sensor y generan una onda del tipo senoidal (Fig. 6) y además poseen solamente dos cables. Al rotor magnético se lo denomina "reluctor".

Uno de los problemas que se suelen presentar para este tipo de sistema, radica en el hecho de que a altas revoluciones y para un motor de muchos cilindros, los dientes del rotor están muy juntos lo que puede llegar a provocar interferencias en la orden de disparo a la unidad electrónica.

Los sensores ópticos son infrarrojos y funcionan cuando se interrumpe una luz al pasar delante de una leva. Son muy exactos, pero tienen como contra principal el hecho de que son muy vulnerables a la suciedad y al polvo circundante. Son muy utilizados en las adaptaciones del mercado de reposición.



Módulos de Ignición Electrónica

Existen en el mercado dos tipos de sistemas de ignición ( o variantes de ellos ) que son usados hoy en día : Sistemas de Ignición Inductiva ( TCI ) y Sistemas de Descarga Capacitiva ( CDI ).

Sistema TCI : Se lo denomina de esta manera debido a que se usa una bobina (éstas pueden entregar hasta 30.000v) para almacenar la potencia que luego se descarga a las bujías. Una ventaja importante de este sistema, es la durabilidad de éstas especialmente para altas revoluciones y alta compresión, además de la simplicidad de la bobina en su aspecto constructivo y del bajo precio.

Sistema CDI : Su denominación se debe a que se usa un capacitor para almacenar la energía que producirá un pulso de alrededor de 250v en un transformador ( en lugar de una bobina común ) que multiplica la tensión de acuerdo a la relación de vueltas entre los arrollamientos primario y secundario respectivamente y son de muy baja resistencia interna. Obviamente, al aumentar el pulso que puede entregar el capacitor, se conseguirá una elevada tensión de salida que para algunos casos puede alcanzar hasta 60.000v lo cuál es considerado una contra dado la peligrosidad del nivel de la misma. Al ser un pulso la tensión en el primario del transformador, la duración de la chispa es corta también (12 microsegundos aprox. ), lo que le permite tener una gran exactitud sobre todo para cuando existen elevadas rpm, pero puede llegar a ser un problema en motores de alta compresión.

 

Ventajas y desventajas de los sistemas de ignición

Una de las principales ventajas de los sistemas de ignición electrónica es que al estar construido con semiconductores, no poseen partes móviles lo que lo hacen particularmente adaptables para soportar las vibraciones mecánicas de todo automóvil y son fáciles de controlar, en contraposición con los sistemas mecánicos. También podemos destacar la durabilidad de estos componentes, lo cuál representa aún más ventajas con respecto a los mecánicos. La vida útil de los materiales semiconductores es extremadamente larga, por lo que de no mediar interferencias externas, esto se traduce en una gran confiabilidad de los sistemas electrónicos.

Entre las desventajas podemos mencionar al estrés térmico, el calor extremo y a los picos de tensión que se generan en los vehículos en general debido al arranque de equipos de aire acondicionado, electroventiladores, cierres automáticos y en general todo tipo de accionamientos por relés.
Otra desventaja que podemos mencionar es que la electrónica permite un grado de sofisticación elevado en la construcción de los módulos de encendido , lo que se traduce en que no es posible tener acceso al interior de ellos y mucho menos reparalos.

 

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