Sistemas de encendido

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Encendido convencional (por ruptor)

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.

El movimiento de rotación del eje del distribuidor le es transmitido a través del árbol de levas
del motor. El distribuidor lleva un acoplamiento al árbol de levas que impide en el mayor de los
casos el erróneo posicionamiento.
El distribuidor tiene en su parte superior una tapa de material aislante en la que están labrados
un borne central y tantos laterales como cilindros tenga el motor. Sobre el eje que mueve la
leva del ruptor se monta el rotor o dedo distribuidor, fabricado en material aislante similar al de
la tapa. En la parte superior del rotor se dispone una lamina metálica contra la que se aplica el
carboncillo empujado por un muelle, ambos alojados en la cara interna del borne central de la
tapa. La distancia entre el borde de la lamina del rotor y los contactos laterales es de 0,25 a
0,50 mm. Tanto el rotor como la tapa del distribuidor, solo admiten una posición de montaje,
para que exista en todo momento un perfecto sincronismo entre la posición en su giro del rotor
y la leva.
Con excepción del ruptor de encendido, todas las piezas del distribuidor están prácticamente
exentas de mantenimiento.

Tanto la superficie interna como externa de la tapa del distribuidor esta impregnada de un
barniz especial que condensa la humedad evitando las derivaciones de corriente eléctrica así
como repele el polvo para evitar la adherencia de suciedad que puede también provocar
derivaciones de corriente.

La interconexión eléctrica entre la tapa del distribuidor y la bobina, así como la salida para las
diferentes bujías, se realiza por medio de cables especiales de alta tensión, formados en
general por un hilo de tela de rayon impregnada en carbón, rodeada de un aislante de plástico
de un grosor considerable. La resistencia de estos cables es la adecuada para suprimir los
parasitos que efectan a los equipos de radio instalados en los vehículos.

Sistemas de encendido con doble ruptor y doble encendido

Teniendo en cuenta que a medida que aumenta el numero de cilindros en un motor (4,6,8 .....
cilindros) el ángulo disponible de encendido se hace menor (ángulo = 360/nº cilindros) por lo
tanto, y sobre todo a altas revoluciones del motor puede ser que el sistema de encendido no
genere tensión suficiente para hacer saltar la chispa en las bujías. Para minimizar este
inconveniente se recurre a fabricar distribuidores con doble ruptor como el representado en la
figura, que como puede observarse se trata de un distribuidor para un motor de 6 cilindros. Al
llevar dos juegos de contactos que se abren alternativamente, el tiempo de que disponen para
realizar la apertura es doble, por cuya razón la leva es de solo tres lóbulos o excentricidades.
Ademas estos distribuidores deben tener en su cabeza dos "rotores" (en vez de uno como
hemos visto hasta ahora) que distribuyan la alta tensión generada por sendas bobinas de
encendido.

Circuito con doble ruptor

En los motores de 6, 8 y 12 cilindros, con el fin de obtener un mayor ángulo de cierre del ruptor
o lo que es lo mismo para que la bobina tenga tiempo suficiente para crear campo magnético,
se disponen en el distribuidor dos ruptores accionados independientemente (figura inferior)
cada uno de ellos por una leva (2) y (3) con la mitad de lobulos y dos bobinas de encendido (4)
y (5) formando circuitos separados; de este modo cada ruptor dispone de un tiempo doble para
abrir y cerrar los contactos. Los ruptores van montados con su apertura y cierre sincronizados
en el distribuidor, el cual lleva un doble contacto móvil (6) Y (7), tomando corriente de cada una
de las salidas de alta de las bobinas, alimentando cada una de ellas a la mitad de los cilindros
en forma alternativa
Circuito de doble encendido (Twin Spark)
Otra disposición adoptada en circuitos de encendido con doble ruptor es el aplicado a vehículos
de altas prestaciones, en los que en cada cilindro se montan dos bujías con salto de chispa
simultánea. En este circuito los ruptores situados en el distribuidor abren y cierran sus
contactos a la vez, estando perfectamente sincronizados en sus tiempos de apertura con una
leva de tantos lóbulos como cilindros tiene el motor. Cada uno de los circuitos se alimenta de
una bobina independiente, con un impulso de chispa idéntico para cada serie de bujías.
Encendido convencional con ayuda electrónica
El sistema de encendido convencional tiene unas limitaciones que vienen provocadas por los
contactos del ruptor. Estos contactos solo puede trabajar con corrientes eléctricas de hasta 5 A,
en efecto si la intensidad eléctrica que circula por el primario de la bobina es de valor bajo,
también resultara de bajo valor la corriente de alta tensión creada en el arrollamiento
secundario y de insuficiente la potencia eléctrica para conseguir el salto de la chispa entre los
electrodos de la bujía. Se necesitan por lo tanto valores elevados de intensidad en el
arrollamiento primario de la bobina para obtener buenos resultados en el arrollamiento
secundario. Como vemos lo dicho esta en contradicción con las posibilidades verdaderas del
ruptor y sus contactos ya que cada vez que el ruptor abre sus contactos salta un arco eléctrico
que contribuye a quemarlos, transfiriendo metal de un contacto a otro. En la figura inferior se ve
la disgregación de los puntos de contacto del ruptor; los iones positivos son extraídos del
contacto móvil (positivo) creando huecos y depositando el material al contacto fijo (negativo)
formando protuberancias.

Con la evolución de la electrónica y sus componentes este problema se soluciono. La

utilización del transistor como interruptor, permite manejar corrientes eléctricas mucho mas
elevadas que las admitidas por el ruptor, pudiendose utilizar bobinas para corrientes eléctricas
en su arrollamiento primario de mas de 10 A.
Un transistor de potencia puede tener controlada su corriente de base por el ruptor de modo
que la corriente principal que circula hacia la bobina no pase por los contactos de ruptor sino
por el transistor (T) como se ve en el esquema inferior. La corriente eléctrica procedente de la
batería entra la unidad de control o centralita de encendido, en ella pasa a través del transistor
cuya base se polariza negativamente cuando los contactos (R) se cierran guiados por la leva.
En este caso el distribuidor es el mismo que el utilizado en el encendido convencional, pero la
corriente que circula por los contactos de ruptor ahora es insignificante. Con la suma del diodo
zenner (DZ) y el juego de resistencias (R1, R2 y R3) puede controlarse perfectamente la
corriente de base y proceder a la protección del transistor (T).
Cuando los contactos del ruptor (R) se abren, guiados por el movimiento de la leva, la
polarización negativa de la base del transistor desaparece y entonces el transistor queda
bloqueado cortando la corriente eléctrica que pasa por la bobina. El corte de corriente en el
arrollamiento primario de la bobina es mucho mas rápido que en los encendido convencionales
de modo que la inducción se produce en unas condiciones muy superiores de efectividad.

Los sistemas de encendido con ayuda electrónica, tienen unas ventajas importantes con
respecto a los encendidos convencionales:

 Los ruptores utilizados en la actualidad, pese a la calidad de sus materiales (los

contactos son de tungsteno), solamente soportan corrientes de hasta 5 A, sino se
quiere acortar su vida útil rápidamente, mientras que los transistores son capaces de
trabajar con corrientes de hasta 15 A, sin problemas de funcionamiento en toda su vida
útil, por lo que los periodos de mantenimiento en estos sistemas de encendido se
alarga considerablemente.
 Debido a que los transistores pueden trabajar con corrientes elevadas, se utiliza
bobinas de encendido con arrollaminto primario de pocas espiras (bobinas de baja
impedancia). Con la reducción del numero de espiras y el consiguiente descenso de la
autoinducción se consigue alcanzar el valor máximo de la corriente primaria en un
tiempo sensiblemente menor, cuando se cierran los contactos del ruptor, pues la
oposición que presenta la bobina (autoinducción) a establecerse la corriente primaria,
es notablemente menor. La formación del campo magnético es mucho más rápida,
almacenandose la máxima energía en un corto espacio de tiempo, lo que en regímenes
elevados no es posible obtener en los sistemas de encendido convencionales, debido
al poco tiempo que los contactos del ruptor permanecen cerrados.
  En el encendido con ayuda electrónica, el ruptor (platinos) solamente se ocupa de
conmutar la corriente de base del transistor (300 a 500 mA), con lo que el "chispeo"
clásico que se produce en los encendidos convencionales no tiene lugar aquí y no es
preciso utilizar el condensador, cuya función de corte rápido de la corriente primaria ya
no es necesaria, por que esta función la desempeña el transistor.

En la figura de la inferior puede verse otra tipo de encendido con ayuda electrónica. El
transistor T1 tiene un circuito emisor-base gobernado por los contactos del ruptor, que estando
cerrados le hacen conducir y de esta forma se establece el circuito base-emisor del transistor
T2, lo cual permite que circule la corriente por el arrollamiento primario de la bobina a través del
colector-emisor del T2. Cuando los contactos de ruptor se abren queda interrumpido el circuito
emisor-base de T1, bloqueandose este transistor, lo que impide al mismo tiempo la conducción
de T2 cuyo circuito base-emisor esta ahora interrumpido. El conjunto electrónico formado
dispone de otros componentes (resistencias, diodos y condensadores), algunos de los cuales
no se han representado en la figura, cuya misión es la de proteger a los transistores contra
sobrecargas. Como a los transistores empleados para la conmutación en los sistemas de
encendido, se les exige una alta potencia y gran resistencia a tensiones eléctricas. Actualmente
suele emplearse para esta función un transistor de tipo doble de Darlington.

El encendido con ayuda electrónica puede ser tan simple como añadir un circuito electrónico
adecuado, al sistema de encendido que ya tenemos montado en el vehículo, sin necesidad de
cambiar ningún componente, solo habría que desconectar o suprimir el condensador. En la
figura inferior tenemos un "kit" de encendido de este tipo.
También hay la opción de comprar un "kit" (figura inferior) que trae una bobina de mayor
potencia, una centralita electrónica y unas resistencias adicionales. Este "kit" proporciona
mejores prestaciones que la solución anterior.

El encendido con ayuda electrónica esta generalmente reservado a la instalación en el sector

de recambios o "after market" a nivel de los profesionales, aunque los particulares pueden
realizar ellos mismos la transformación, montando la centralita, una bobina adecuada (baja
impedancia) con resistencias adicionales, suprimir el condensador, siendo recomendable poner
nuevo el ruptor, las bujías, cables de alta tensión.
Funcionamiento
En el esquema inferior se puede ver el esquema un kit de encendido con ayuda electrónica del
fabricante BOSCH. El suministro de tensión al primario de la bobina se lleva a cabo a través de
un par de resistencias adicionales (3), normalmente conectadas en serie. Al efectuar el
arranque se puentea la resistencia izquierda a través del terminal (4), al motor de arranque.
Con ello se dispone de un mayor suministro de energía a través de la resistencia adicional
derecha, en la bobina de encendido. Esta compensa la desventaja derivada del proceso de
arranque y de la caída de tensión en la batería (por el gran consumo de corriente eléctrica que
necesita el motor de arranque). Las resistencias previas sirven para limitar la corriente primaria
en bobinas de encendido de baja resistencia y rápida carga. Con ello evitan, especialmente a
bajas revoluciones, una sobrecarga en al bobina de encendido y protegen el contacto del ruptor
de encendido.
Las resistencias adicionales y una bobina de encendido de carga rápida permiten conseguir la
optimización del encendido en todo el margen de revoluciones del motor.

El transistor y los componentes que le rodean (diodos, resistencias, etc.) se encierran en una
caja de aluminio provista de aletas de refrigeración, evacuandose así el calor al que son muy
sensibles los transistores. Por esta razón la situación de esta caja debe ser lo mas alejada
posible del motor en el montaje sobre el vehículo.