01 encendidos convencionales

»IES JOVELLANOS CONCEPTOS DE ENCENDIDO. ENCENDIDO CONVENCIONAL

SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR.

Conceptos básicos del encendido. Encendido convencional.

1TEMA

Nicolás Colado Instituto Jovellanos. Madrid

»IES JOVELLANOS CONCEPTOS DE ENCENDIDO. ENCENDIDO CONVENCIONAL Conceptos básicos

del encendido. Encendido convencional.1

1. Finalidad del encendido.2. Magnetismo y

electromagnetismo.3. Encendido electromecánico

convencional.4. Cables de bujías.5. Bujías.6. Puesta a punto del encendido.

TEMA


Los motores de ciclo Otto necesitan para su funcionamiento un sistema que inicie la explosión de la mezcla aire-combustible.

Este sistema debe ser capaz de asegurar:1.Suficiente tensión eléctrica para generar la chispa en la bujía.2.Distribución de estas chispas en los correspondientes cilindros.3.Control del momento en que salta la chispa, adaptándose a los diferentes regímenes de giro y solicitaciones del motor.

1. Finalidad del encendido

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Magnetismo:•El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.• Algunos materiales tienen propiedades magnéticas fáciles de detectar, como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones (son los imanes).

Electromagnetismo:•Estudia la relación que existe entre la generación de campos magnéticos y la electricidad

2. Magnetismo y electromagnetismo

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Conceptos sobre magnetismo:•Atracción-repulsión de los polos magnéticos.•Líneas del campo magnético

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Cuando una corriente eléctrica , I, pasa por un conductor, se genera un campo magnético, B, alrededor de este.

•Podemos aumentar la intensidad del campo magnético si arrollamos el conductor en forma de bobina.•Si además introducimos un núcleo de material magnético, el campo será aún más potente.

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Si cambiamos la polaridad de la corriente aplicada al solenoide invertimos también la polaridad del campo magnético.

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Variación del flujo magnético:•Podemos hacer que el campo magnético que genera la bobina varíe mediante un interruptor que abra y cierre el paso de corriente por el conductor.

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Inducción electromagnética:•Es el fenómeno que origina la producción de un voltaje en un conductor expuesto a un campo magnético variable.•También se produce voltaje en un conductor en movimiento respecto a un campo magnético estático.

Autoinducción electromagnética:• Cuando por un circuito circula una corriente eléctrica, alrededor se crea un campo magnético. Si varía la corriente, dicho campo también varía y según la ley de autoinducción electromagnética, en el circuito se produce un voltaje inducido, denominado fuerza electromotriz autoinducida.

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Inercia:Si aplico una fuerza sobre un objeto, la inercia de este se opone al cambio de velocidad en este.

Autoinducción:Si aplico una corriente a un conductor, se genera en este una corriente que se opone a la variación de la corriente aplicada.

Por lo tanto:•Si aplico corriente a una bobina, la autoinducción se opone a la entrada de esta corriente en la bobina.•Si dejo de aplicar la corriente, la autoinducción se opone a que esta deje de pasar por la bobina.

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Inducción mutua:•Una corriente variable en una bobina crea un flujo magnético variable que, a su vez, es capaz de inducir otra corriente en una bobina situada en las proximidades. •Entre dos bobinas, colocadas juntas, o incluso con un núcleo común, aparece una interacción: la corriente inducida en una de ellas depende de la corriente que circula por la otra, y viceversa.

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»IES JOVELLANOS CONCEPTOS DE ENCENDIDO. ENCENDIDO CONVENCIONAL 3. Encendido electromecánico convencional

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1. Arrollamiento primario

2. Núcleo.3. Secundario.4. Tapa del

distribuidor.5. Rotor.6. Levas.Co. Condensador.HT. Alta tensión.R. Ruptor.M. Masa.

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjGjez_rYPLAhWGvRoKHbwvCyYQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fwww.aficionadosalamecanica.net%2Fencendido-kit.htm&psig=AFQjCNEsmPPIRnRc_mU1MHh7MBl_en2uzw&ust=1455955176878558


Bobina de encendido:•Se encarga de transformar la baja tensión de la batería (12 V), en la alta tensión que se necesita para generar la chispa en la bujía (al menos 12.000 V).Sus contactos eléctricos o bornes son:•1, D, - : conexión con el ruptor y condensador.•15, B, + : conexión con el positivo de la batería.•4 : salida de alta tensión hacia el distribuidor.

4

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3. Encendido electromecánico convencional: la bobina.


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3. Encendido electromecánico convencional


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Funcionamiento de la bobina:•Se basa en los fenómenos de autoinducción e inducción mutua. •Hacemos pasar corriente por el primario, generándose un campo magnético en el núcleo.•Al cortar la corriente bruscamente, se genera una tensión de autoinducción en el primario y una tensión inducida en el secundario.•La tensión del secundario depende de la relación entre los números de espiras y del voltaje del primario.

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•Arrollamiento primario de la bobina (en rojo). De 200 a 800 espiras gruesas. Recibe la tensión de batería.•Arrollamiento secundario de la bobina (en azul). De 20.000 a 30.000 espiras delgadas. Entrega la alta tensión.

4

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La relación entre la tensión de entrada y la de salida depende de la relación entre el número de espiras del primario y el número de espiras del secundario.

n1V2=n2V1

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Para ver: Encendido convencional


http://youtu.be/A0TLJ0VdLe4

http://youtu.be/A0TLJ0VdLe4


...

El distribuidor:Se encarga de distribuir la corriente de alta tensión entre las bujías según el orden de encendido.

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3. Encendido electromecánico convencional: el distribuidor.


En el distribuidor están también:•El mecanismo de avance centrifugo.•El mecanismo de avance por vacio.•El condensador.•El ruptor.

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•El ruptor o platinos es un interruptor eléctrico que abre y cierra sus contactos según el giro del motor.•Así controlamos la corriente que circula por el primario del encendido.•Tiene un contacto fijo (yunque) y otro móvil (martillo).

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3. Encendido electromecánico convencional: el ruptor.


Leva del ruptor:•La leva gira sincronizadamente con la distribución del motor y se encarga de la apertura y cierre de los contactos del ruptor•Tiene tantas crestas como cilindros el motor.

LevaLeva

PatínPatín

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Mantenimiento del ruptor:•Tanto el patín como los contactos del ruptor están sometidos a desgaste ( aquel a desgaste mecánico y estos a desgaste eléctrico ).•Debido a estos desgastes, se dan cambios en el ángulo Dwell disponible, saliéndose de punto el motor (la chispa no salta en el momento más adecuado).

Tenemos dos formas de paliar estos desgastes

Hacer el reglaje de los contactos

Poner un condensador que desvíe la carga a

masa.

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Reglaje de los contactos:•El patín se desgasta por el roce de la leva y los contactos sufren transporte de material debido a las continuas chispas. •Los efectos de uno y otro son contrarios pero prevalece el desgaste del patín.•Por eso, cada 20.000-40.000 Km, hay que hacer el reglaje de separación de los contactos mediante una galga de espesores (0´40-0´45 mm de separación entre los contactos).

Condensador:•Los contactos se dañan por el arco eléctrico que se da cada vez que abren o cierran.•Para evitar este chisporroteo se conecta en paralelo un condensador que desvía la corriente hacia masa.

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•Angulo de cierre: intervalo entre chispas en el que los platinos están cerrados.•Angulo de apertura: intervalo entre chispas en el que los platinos están abiertos.•Angulo disponible: el que hay entre una chispa y la siguiente.•Angulo Dwell: porcentaje del ángulo disponible en el que los contactos del ruptor están cerrados.

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3. Encendido electromecánico convencional: ángulos del ruptor.


Motor 6 cilindros.

Motor 4 cilindros.

αc+αa=α01/05/23 26N. Colado



•Función: proteger los contactos del ruptor del chisporroteo que se da cuando abren o cierran.•Instalación: en paralelo al circuito causante de las chispas.•Constitución: dos conductores separados por un dieléctrico.•Unidades de capacitancia: el Faradio (F), pero normalmente usamos el microfaradio (μF= 10-6 F) o el picofaradio (pF=10-12 F)

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3. Encendido electromecánico convencional: el condensador


La autoinducción frena momentáneamente el paso de corriente.

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3. Encendido electromecánico convencional: funcionamiento.

Ruptor cerrado: hay paso de corriente por el primario de la bobina, que se carga de energía magnética.


La autoinducción frena momentáneamente la caída de corriente.

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Ruptor abierto: se corta la corriente por el primario, en el que se autoinduce tensión. Además se induce una alta tensión en el secundario: salta la chispa.


Carga del circuito primario de la bobina.

Descarga del circuito primario de la bobina.

I

t

Atención a:1.Autoinducción.2.Saturación.3.Tiempo de carga.

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3. Encendido electromecánico convencional: oscilogramas.


Características básicas de los oscilogramas del encendido:•Tramo de cierre: periodo durante el que están cerrados los platinos (C)•Platinos abiertos (A+B)•Chispa (A)

A B

.

. c Oscilograma del primario.

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A B

.

. cOscilograma del secundario.

Características básicas de los oscilogramas del encendido:•Tramo de cierre: periodo durante el que están cerrados los platinos (C)•Platinos abiertos (A+B)•Chispa (A)

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La tensión de encendido es la máxima tensión que se alcanza al abrirse el ruptor y depende de varios factores:•Separación entre los electrodos de la bujía.•Compresión del motor.

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Tensión de combustión:•Es la línea horizontal que sigue a la tensión de encendido y me indica la duración de la chispa.

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• En b, la energía es insuficiente para que siga la chispa. La energía residual de la bobina genera las oscilaciones.

• En este periodo la tensión en el primario es la de batería.

• Al cerrar los platinos, la tensión en el primario cae a 0 volt y hay una oscilación por la autoinducción del primario.

• Con los platinos cerrados se carga de energía magnética la bobina.

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• Al subir el régimen del motor, el tiempo disponible para cargar el primario disminuye.

• Como consecuencia, el voltaje que puede entregar el secundario baja también.

• Superado cierto régimen, el sistema no puede generar chispas.

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3. Encendido electromecánico convencional: limitaciones.


•Según aumentan las revoluciones del motor, el tiempo disponible para que la combustión sea completa disminuye.•Esto obliga a implementar un sistema que adelante el encendido para contrarrestar este efecto..

•Generalmente la máxima potencia se consigue cuando el pico de presión sobre la cabeza del pistón está entre 15 y 25º después del PMS.

El adelanto de encendido óptimo debe propiciar:•Máxima potencia.•Mínimo consumo.•Eliminación del golpeteo en la culata.•Mínima contaminación.

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3. Encendido electromecánico convencional. Avance del encendido.


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Sin embargo, no pueden cumplirse todos los requisitos simultáneamente, llegándose a un compromiso según algunos parámetros

•Rpm.•Carga.•Octanaje del combustible.•Condiciones de funcionamiento.

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Mecanismos que regulan el avance del encendido.

Mecanismo de avance centrifugo.

Mecanismo de avance por depresión.

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Mecanismo de avance centrífugo.

Adapta el encendido al régimen de giro del motor.

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Mecanismo de avance por depresión.

Adapta el encendido a la carga del motor.

Atención a la diferente superficie entre las dos membranas.

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A. Avance en grados del distribuidorD. DepresiónD1. Depresión en milibaresD2. Depresión en milímetros de mercurio (mm Hg)

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Verificación del estado interno de la bobina.

•Desconectar la bobina de ignición. •Disponer el multímetro en la función medición de resistencias.• Cortocircuitar las puntas del multímetro entre sí y observar la resistencia indicada, recordar este valor. •Conectar las puntas del multímetro, una a cada extremo del bobinado primario, leer el valor de la resistencia obtenida. A este valor restarle el leído en el paso anterior, la diferencia con lo estipulado no debe superar el 15 %• Conectar las puntas del multímetro, una a cada extremo del bobinado secundario, leer el valor de la resistencia obtenida. Variación admisible inferior al 15 %.

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3. Encendido electromecánico convencional. Comprobaciones .


Verificación de la alimentación de la bobina.

•Otra comprobación a tener en consideración cuando se está analizando el rendimiento de un sistema de encendido, es examinar la alimentación positiva (+12 volts) de la bobina de ignición:

•Conectar la punta del osciloscopio al +, B, 15, de la bobina de ignición. •Los picos de caída de tensión medidos no deben exceder de 1,2 volts.

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Verificación del primario

• Conectar el clip cocodrilo, toma de masa de la punta del osciloscopio, a una masa firme de chasis. • Conectar la punta sensible del osciloscopio al terminal negativo (-, 1, D) de la bobina de encendido.

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Verificación del primario

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Diagnosis del encendido mediante de la forma del oscilograma (1)

Aguja de tensión baja :•Electrodos de la bujía demasiado juntos. Baja la tensión necesaria para crear el arco eléctrico. •Fallo en el aislamiento de un cable de alta tensión del secundario. Parte de la energía se pierde, por lo que la chispa es menor. Si la derivación es muy grande, incluso no hay chispa. El cilindro afectado deja de proporcionar energía al cigüeñal. •En este caso será necesario comprobar el aislamiento del circuito de alta tensión en la tapa del distribuidor, en los cables que llegan hasta las bujías y en las propias bujías. 01/05/23 50N. Colado



Aguja de tensión alta:• Excesiva separación entre los electrodos. •Electrodos de la bujía sucios•Alta resistencia interna del cable de la bujía.•Falta de compresión en los demás cilindros. •Los electrodos de las demás bujías están muy juntos.•Revisar y comprobar el estado de las bujías, la compresión de los cilindros y la resistencia de los cables del circuito secundario.


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Curva de tensión inclinada:•Elevada resistencia en el cable de alta tensión que llega a esa bujía. La resistencia del cable tiene función antiparasitaria, pero con el tiempo, esa resistencia aumenta y dificulta el salto de la chispa. •Reemplazar el cable defectuoso.


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Tensión de encendido inclinada en todas las bujías : •elevada resistencia en el cable de alta tensión entre la bobina y el distribuidor. La resistencia del cable tiene función antiparasitaria, pero con el tiempo, esa resistencia aumenta y dificulta el salto de la chispa. •reemplazar el cable defectuoso por otro en perfecto estado.


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Tensión de encendido inestable :•En el oscilograma del secundario de un cilindro se producen rápidas variaciones en la tensión de encendido. Están producidas por depósitos de aceite sobre los electrodos de la bujía. •Limpiar la bujía o cambiarla por otra.


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Faltan las oscilaciones : •Hay una rotura en el devanado del secundario. Si la tensión es alta consigue saltar. Si la tensión baja (fases de oscilaciones), no salta la interrupción. •Hay pérdidas de rendimiento del motor.•Sustituir la bobina dañada por otra en perfecto estado.


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Oscilaciones muy atenuadas: •Las oscilaciones de la tensión durante la fase de amortiguación y de cierre del circuito primario son muy pequeñas. •Hay una derivación en el primario que reduce la resistencia del devanado.•Cambiar la bobina por otra en perfecto estado.


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Oscilaciones al cierre del ruptor :•El oscilograma presenta unas pequeñas agujas de tensión una vez cerrado el ruptor.•Estas agujas se producen cuando al cerrar el ruptor se produce un rebote entre los contactos. El número de agujas que se crean indica la cantidad de rebotes.•Sustituir el ruptor defectuoso por otro en perfecto estado.


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Deformación al cierre del ruptor:•Cuando se cierran los contactos del ruptor aparecen deformadas las oscilaciones. •Esta deformación está originada por una excesiva resistencia de los contactos a causa de la suciedad acumulada por el salto de las chispas. •Cambiar el ruptor por otro en perfecto estado.


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Requisitos del cable de bujías.

Gran aislamiento eléctrico.

Resistencia a la temperatura.

Resistencia mecánica.

4. Cables de bujías

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4. Cables de bujías


Verificación del cable de bujías:•Su resistencia interna debe coincidir con la estipulada por el fabricante.

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4. Cables de bujías. Verificaciones.


•En la bujía se genera la chispa dentro de la cámara de combustión.•Sus elementos fundamentales son:

•Electrodos.•Material cerámico aislante.•Cuerpo.

5. Bujías

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5. Bujías


•La combustión de la mezcla se da por capas, comenzando alrededor de la bujía.•La velocidad del frente de llama la determina la relación aire-combustible.•Una mala combustión puede generar detonación y/o autoencendido

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5. Bujías. La combustión.


La detonación.•El avance del frente de llama genera una presión tan elevada que se produce una explosión espontanea de la mezcla en otro lugar de la cámara de combustión.•Se da entonces el picado, que puede causar graves daños en los pistones.•La detonación se genera por los depósitos de carbonilla en la culata, el bajo octanaje, el excesivo adelanto del encendido o el aire de admisión recalentado. 01/05/23 65N. Colado



Presión sobre la cabeza del pistón con y sin detonación.

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Autoencendido:•La inflamación empieza en un punto demasiado caliente de la cámara de combustión.•Al saltar la chispa se dan dos frentes de llama.•Lo provocan los depósitos de materia en la cámara o en las válvulas, generalmente restos de electrodos de la bujía.

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• Cada motor genera una cantidad de calor diferente en la cámara de combustión.

• Esto obliga a diseñar las bujías para que disipen este calor apropiadamente.

• El grado térmico indica la capacidad que tienen estas bujías de disipar este calor.

• Si la disipación de este no es correcta, se producen, bien depósitos de carbonilla en los electrodos, bien la destrucción de estos por sobrecalentamiento.

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5. Bujías. Grado térmico.


Según el grado térmico hay:1.Bujías calientes (refrigeran poco): para motores lentos de baja potencia específica. 2.Bujías frías (disipan mucho calor): para motores rápidos, de compresión alta o turboalimentados.

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5. Bujías. Grado térmico.


El buen funcionamiento del encendido requiere una serie de operaciones de mantenimiento periódicas, siendo las más importantes:

•El reajuste de electrodos.•La limpieza de estos.

•El correcto apriete.

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5. Bujías. Mantenimiento.


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Apriete de la bujía: se hace en dos fases1.Apretar a mano hasta que la junta haga tope.2.Aplicar un ángulo de giro según la siguiente tabla.

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Para ver:Puesta a punto del encendido.

Para ver:Oscilograma del secundario.

Para ver:Pistola estroboscópica.

01/05/23 73N. Colado


http://www.youtube.com/watch?v=yaSKRIJnAwY&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=yaSKRIJnAwY&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=LwMZEk8slPw

http://www.youtube.com/watch?v=LwMZEk8slPw

http://www.youtube.com/watch?v=g9s6xP083iA

http://www.youtube.com/watch?v=g9s6xP083iA

»IES JOVELLANOS CONCEPTOS DE ENCENDIDO. ENCENDIDO CONVENCIONAL 6. Puesta a punto del encendido

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01/05/23 75N. Colado

6. Puesta a punto del encendido


FIN DEL TEMA

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