ENCENDIDO ELECTRÓNICO

Transcripción

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2 ELÉCTRICO - ELECTRÓNICO ENCENDIDO ELECTRÓNICO Efrén Coello 2

3 Encendido Electrónico Autor: Efrén Coello Edición: Septiembre 2013 Tirada: 1000 ejemplares. I.S.B.N Impreso en Córdoba. Ediciones América Luis Galeano 914. Córdoba. Argentina Prohibida su reproducción Queda prohibido, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, la reproducción total o parcial por cualquier medio o procedimiento de esta obra. Queda hecho el depósito que previene la ley Impreso en Argentina Printed in Argentina 3

4 Indice Capítulo 1: El sistema de encendido del automóvil 5 Principios de la inducción electromagnética 6 Inducción moviendo un electroimán dentro de bobinas 7 Inducción interrumpiendo el campo magnético primario 8 Los transformadores de corriente alterna 9 Transformador básico con corriente continua 10 La bobina o transformador de encendido 11 Funcionamiento del sistema de encendido 13 Partes básicas del sistema de encendido 14 Elementos del circuito de encendido 16 La batería como fuente de energía 16 Interruptor de encendido y arranque 17 Resistencia anterior a la bobina 18 La bobina de encendido 19 Otros tipos de bobina de encendido 22 Formas de las bobinas o transformadores de encendido 23 Los contactos del ruptor (platinos) 24 El condensador de encendido 27 Trabajo del condensador de encendido 28 Capítulo 2: La bujía de encendido 31 Tipos de bujías de encendido 31 Bujías de encendido de más de dos electrodos 35 Bujías de encendido 36 Calibración de la distancia entre electrodos 37 Los calibradores de las bujías 38 Tabla comparativa de bujías de diferentes marcas 39 El distribuidor de encendido 39 Funciones del distribuidor de encendido 41 La tapa del distribuidor y el repartidor de alta tensión 43 Los cables de alta tensión 44 Importancia de los sistemas de avance del encendido 46 El sistema de avance neumático 47 El sistema de avance y retardo neumático 48 El sistema de retardo neumático 49 El sistema de avance mecánico o de contrapesos 50 Formas de sujeción del distribuidor 53 Sincronización del distribuidor con el motor 54 Capítulo 3:El sistema de encendido electrónico con contactos 57 Módulo electrónico para el sistema con contactos 59 El sistema de encendido electrónico sin contactos 60 El generador inductivo en el distribuidor de encendido 61 Instalación del generador inductivo en el distribuidor 63 Otras formas de generadores inductivos 64 El distribuidor con generador inductivo 68 Diseño y trabajo del módulo de encendido electrónico 66 Conexiones del sistema de encendido electrónico sin contactos 68 Diseños de los módulos de encendido electrónico 69 4

5 Conexiones de los módulos de encendido electrónico 71 Control neumático y mecánico de avance 73 Control electrónico del avance 74 El sistema de encendido electrónico con fotosensores 75 Trabajo básico de un generador de señal fotoeléctrico 76 Instalación del sistema fotoeléctrico en el distribuidor 77 Instalaciones y conexiones del sistema fotoeléctrico 78 Los sistemas fotoeléctricos modernos 80 Trabajo y conexiones de los sistemas fotoeléctricos modernos 81 Capítulo 4: El sistema de encendido electrónico con sistema Hall 83 El generador de pulsos efecto Hall 85 El generador de pulsos efecto Hall en el distribuidor 86 Trabajo del sistema Hall con el módulo electrónico 88 El sistema de encendido electrónico con sistema Hall 89 Avance del encendido con sistema Hall 90 El punto de encendido del motor 91 Trabajo de los contactos del ruptor 93 Variación de la alta tensión en la bujía de encendido 94 Baja de tensión del sistema de encendido 95 Alta tensión del sistema de encendido 96 Trabajo combinado de baja y alta tensión de encendido 98 El punto de encendido adecuado en el motor 99 Señales de adelanto y retardo del punto de encendido 100 Ventajas de un correcto punto de encendido 101 Desventajas de un incorrecto punto de encendido 102 Las señales de referencia en la polea del cigüeñal 104 Las señales de referencia en el volante de inercia del cigüeñal 105 Las señales de referencia en la polea del cigüeñal 106 Las ventajas de un sistema de encendido sin contactos 107 Capítulo 5 : El sistema de encendido electrónico microflex 111 Trabajo del encendido electrónico microflex 112 Sensores inductivos como sensores de revoluciones 114 Señal enviada por el generador de pulsos inductivo en el distribuidor 115 Señal enviada por el generador de pulsos inductivo en la rueda del cigüeñal 117 Sensor fotoeléctrico instalado en el eje del distribuidor 118 Señal enviada por un sensor de revoluciones y sensor de referencia 119 Señal de revoluciones y señal de referencia de un sensor inductivo 120 Señal de un generador Hall alojado en el distribuidor de encendido 122 El sistema de encendido electrónico digiplex 123 El sensor map dentro del computador 124 Diseño y trabajo del sensor map 125 El nuevo sistema de encendido- Inyección electrónica a gasolina 126 El sensor de detonación o sensor de pistoneo 129 El nuevo sistema encendido de crispa perdida 131 Trabajo de la bobina doble de chispa perdida 132 Control del computador sobre los módulos de potencia 134 Los sistemas de encendido con bobinas individuales 135 Control del computador sobre las bobinas individuales 136 5

6 CapítulO 2 la bujía DE ENCENDIDO La Bujía es tal vez el elemento del sistema de encendido que está expuesto a los mayores esfuerzos, ya que además de soportar las altas presiones y temperaturas de la cámara de combustión donde se alojan, deben mantener intactas las características del arco voltaico o chispa eléctrica que se produce entre sus electrodos, arco que deberá encender de la mejor manera la mezcla que ha sido aspirada y comprimida dentro de la cámara de combustión. La bujía esta constituida por un cuerpo de cerámica de alta resistencia eléctrica, es decir que es un aislante casi perfecto, dentro del cual atraviesa el electrodo central o positivo. Esta cerámica está abrazada por un cuerpo metálico, el cual posee la rosca de acople con la culata (cabezote) y en su parte superior posee una sección hexagonal para la llave de ajuste. En la parte inferior de la rosca y formando parte del cuerpo metálico, está colocado el electrodo de masa (negativo), el cual está enfrentando al electrodo central. Entre ellos se deja la holgura necesaria para que se forme el arco voltaico tan requerido para la combustión. tipos DE bujías DE ENCENDIDO Existen infinidad de tipos de bujías, de acuerdo a las necesidades particulares de cada motor, también algunas formas y tamaños, aunque la única diferencia importante está dada por el grado térmico con el cual deberán trabajar. 6

7 CalIbRaCIÓN DE la DIStaNCIa ENtRE ElECtRODOS Cada fabricante de motores ha probado cuidadosamente el tipo de bujía que debe instalar en su motor, ya que este tipo dependerá de muchos factores, tales como el tipo de cámara de combustión, la temperatura de trabajo dentro de la cámara, el largo de la rosca de la bujía, el tamaño del aislante, y otros aspectos importantes que ya los hemos mencionado. La distancia entre sus electrodos dependerá, como recordaremos, de la capacidad de la alta tensión que pueda producir la bobina de encendido especialmente, de tal manera que se deberá utilizar la bujía y el tipo exacto que el Fabricante ha recomendado para cada uso. Para calibrar la distancia entre electrodos se deberá utilizar un calibrador de bujías adecuado, ya que un calibrador de láminas no es la herramienta adecuada para hacerlo. Al calibrar esta distancia con el calibrador de láminas podemos dejar una distancia inadecuada o simplemente las dos superficies entre electrodos no será paralela y la chispa entre ellos no será estable, inclusive cuando no se tiene el cuidado suficiente con aparatos calibradores como los de la figura siguiente, los mismos que se han diseñado para la calibración entre electrodos. 7

8 CapítulO 3 El SIStEMa DE ENCENDIDO ElECtRÓNICO CON CONtaCtOS Ya que hemos analizado todo el proceso de formación del campo magnético primario en la bobina de encendido, proceso que está comandado por el cierre de los contactos del ruptor, y luego con su apertura se inducirá una alta tensión en el bobinado secundario, podemos afirmar que los contactos están expuestos a grandes esfuerzos eléctricos y mecánicos. Módulo de encendido electrónico por contactos 8

9 al extremo del núcleo de hierro del generador. Cuando uno de los dientes de la rueda dentada se acerca al núcleo de hierro del generador, las líneas del campo magnético del imán se desvían hacia este diente. Luego, al sobrepasar el diente, las líneas se vuelven a desviar en el otro sentido, ya que siguen la dirección del diente. Generador de pulsos inductivo del distribuidor Generador de pulsos del distribuidor Justamente en el momento en el cual pasa el diente, se induce un pulso de tensión positivo y luego un pulso negativo en la bobina del generador, es decir se estará induciendo o generando unos pulsos de corriente alterna. Estos pulsos servirán en este caso para enviarlo a un módulo electrónico, en donde cada pulso es amplificado para controlar al trans- 9

10 formador o bobina de encendido. Podemos observar las partes y la estructura de este generador de pulsos inductivo, instalado en el distribuidor. INStalaCIÓN DEl GENERaDOR INDuCtIVO EN El DIStRIbuIDOR Generador de pulsos inductivo del distribuidor Generador de pulsos del distribuidor 10

11 ellos se basan en el mismo principio de operación. La diferencia entre los primeros módulos de encendido y las versiones más modernas prácticamente es su tamaño y forma, pero lo más importante de estos cambios son sus elementos electrónicos, los cuales se han reducido notablemente, desplazando a los elementos "discretos" o individuales por sistemas "híbridos". Estos últimos sistemas, además de brindar mayores potencias, resultan mucho más eficientes y debido al pequeño tamaño hasta se los puede instalar dentro del mismo cuerpo del distribuidor de encendido. Otro factor importante dentro del cambio es su diseño propio, ya que cada fabricante desarrolla sus propios sistemas de control del tiempo de operación del transistor. Esto se entiende, ya que al reci- 11

12 El punto DE ENCENDIDO adecuado EN El MOtOR Después de analizar los diagramas de encendido anteriores, podemos entender que el punto de encendido adecuado para un motor a gasolina no podrá ser justamente en el Punto Muerto Superior, ya que desde que se produce el salto inicial de la chispa eléctrica en la bujía, hasta que se pueda completar la combustión de la mezcla comprimida, se requerirán de por lo menos entre 2 a 3 milisegundos. Por esta razón, el punto ideal en el cual se deberá "sincronizar" al distribuidor con el motor deberá estar unos pocos grados antes del Punto Muerto Superior, para que este "adelanto" del salto de la chispa, compense la velocidad con la cual el pistón llegará hasta el PMS, tiempo en el cual se estará combustionando la mezcla dentro de la cámara. Al llegar el pistón hasta el PMS, el poder de expansión de los gases ya combustionados, empujarán al pistón con gran fuerza hacia el Punto Muerto Inferior. Este punto lo estamos refiriendo en revoluciones mínimas o de ralentí. Marcas de encendido fijas en tapa 12