GESTIÓN DEL ENCENDIDO

La unidad de gestión del motor, debe lograr para cada cilindro un tren de chispas, que tenga la suficiente energía para inflamar la mayor cantidad de mezcla, y que este proceso se realice en un momento determinado, para que el impulso al pistón sea máximo. El sistema deberá: -Determinar la posición y el tiempo del ciclo térmico que realiza cada pistón. -Consultar los sensores de encendido.
(básicas🡪carga y revoluciones) (correctoras 🡪 temperatura aire, temperatura de refrigerante, posición de mariposa y señal del sensor de picado) -Utilizar cartografías y correcciones programadas (para determinar el avance del encendido, con el dato de revoluciones y el de carga del motor) -Determinar el valor de Dwell (Relación carga-descarga de una bobina)
-Realizar carga-descarga de bobinas para que la chispa cumpla con lo calculado anteriormente AUTOINDUCCIÓN DE UNA BOBINA
Cuando alimentamos con corriente continua una bobina de cobre, pasado un tiempo, actúa como un imán natural. El campo magnético es constante por la intensidad de la corriente que circula por la bobina. / El flujo magnético es el número de líneas de campo que atraviesan las espiras de la bobina. Si el campo magnético es constante, el flujo también lo será. Si medimos el voltaje en un punto, el voltaje será igual a 0, ya que está conectado a masa. Si comienza a abrirse un interruptor, la Intensidad desciende a 0, en muy poco tiempo, entonces el flujo magnético desciende. 🡪 AUTOINDUCCIÓN.

La Ley de Lenz, nos dice que, si el flujo magnético varía con el tiempo, entre los extremos de la bobina aparece un voltaje, que es mayor cuanto más rápida sea la variación. Es como si la bobina genera un voltaje mayor que se opusiera a la apertura del circuito.

ELEVACIÓN EN LA TENSIÓN O VOLTAJE EN EL SECUNDARIO

Una bobina alcanza 300V. Se necesitan 20000 V para que el tren de chispas salte entre los electrodos de las bujías ¿Solución? 🡪 Transformador elevador. En la bobina primaria se conectará un voltaje variable, lo que hará que la intensidad varíe, esto hará que el flujo magnético también varíe. Cuando el flujo magnético de la primera bobina llegue a la segunda, se inducirá a la bobina secundaria un voltaje similar al de la primera, el voltaje dependerá del número de espiras de cada bobinado. V2 = V1 ·(N2/N1).                  N2>N1 es elevador, N2<N1 es reductor Cualquier variación en el bobinado secundario lo va a notar el bobinado primario. (inducción mutua) La bobina primaria es una bobina de hilo grueso, de pocas vueltas, por la que circulan del orden de 5 a 15 Amperios (intensidad) La bobina secundaria es una bobina de hilo fino, de muchas vueltas, por la que circula una intensidad muy débil. TREN DE CHISPAS Al conectar y desconectar el circuito primario, se consigue un tren de chispas, (de 4 a 8 chispas en 1ms), con el objetivo de conseguir la inflamación de la mezcla. Se obtienen más de una chispa porque la gasolina se puede estar moviendo o no llega a ser homogénea, y 

entonces a una chispa le costaría llegar a inflamar. Cuando la chispa entra en la mezcla, al observarlo mediante un osciloscopio notamos un pico al principio, debido a que primero se ioniza la mezcla, se carga de electricidad, y esto facilita la entrada de las siguientes chispas. Carga y descarga de bobina. Dwell.
El Dwell es la relación (en%) que hay entre el tiempo de carga y el tiempo de descarga de la bobina y el ciclo total de carga y descarga en las condiciones que tenga el motor. % Dwell = (tiempo de carga*100) / (tiempo de carga + tiempo de descarga) La definición estricta de dwell procedía del encendido convencional por platinos, en los que los ángulos de leva o carga y de chispa o descarga tenían sentido. Cuando las condiciones de carga de bobina son desfavorables, las unidades de control fomentaban más la carga de la bobina que la descarga, para que no se descargue completamente. Este problema era más importante cuando una única bobina tenía que hacer todos los ciclos de carga para todos los cilindros. Las bobinas dobles o, todavía más, las monobobinas tienen más tiempo para realizar la carga. DISTRIBUCIÓN DE LA CHISPA.
La forma más clásica era usando el distribuidor. El distribuidor era una pipa giratoria, a cuyo centro llegaba mediante un cable la alta tensión del borne 4, que iba pasando por puntos, en los cuales iba dando vueltas e iba acercándose a los puntos de los cables de salida que iban a cada bujía. Iba dando vueltas e iba distribuyendo la chispa en el

orden: 1-3-4-2 ¿Por qué se quitó? Para intentar quitar cables y contactos porque en cada contacto se perdían voltios, y al final se tenía que sobredimensionar el distribuidor, por lo que esto gastaba más energía y se calentaba más. Además, tenía numerosos desgastes y al final oscilaba la pipa y la distancia a los cables de la bujía no eran las mismas. El problema de estos distribuidores, además de desgastes (al final oscilaba la pipa y la distancia a los cables de la bujía no eran las mismas) y ruidos. Además, los cables de bujía solían tener un buen recubrimiento que servía como una resistencia con finalidad antiparasitaria, los pulsos de encendido radian energía y se busca que su frecuencia no esté en las cercanías de las ondas de radio para evitar interferencias con los sistemas de sonido. Limitar el camino de la alta tensión y reducir conexiones permitirá utilizar bobinas que utilicen menores intensidades de carga, o que, con la misma intensidad consigan voltajes mayores en bujía. Debido a esto, se introdujeron las bobinas doble y monobobinas. TIPOS DE BOBINA DE ENCENDIDO BOBINA HÚMEDA Es una bobina utilizada en encendidos convencionales y transistorizados. Está formada por un núcleo interno (de láminas de chapa que dificultan la corriente parásita de la bobina primaria). Sobre el núcleo interno se encuentra el bobinado secundario, formado por 20000-30000 espiras de hilo fino. Sus extremos están conectados uno al primario y el otro al borne de salida de alta tensión hacía el distribuidor. Entre el

núcleo y el bobinado secundario hay papeles impregnados en aceite, que tienen la función de aislar. Encima del bobinado secundario va devanado el primario, formada por entre 200 a 300 espiras de hilo grueso aisladas entre sí del secundario. Sus extremos están conectados a los bornes de baja tensión 1 y 15. El conjunto formado por ambos arrollamientos y el núcleo, se rodea con chapa magnética (reduce la dispersión campos magnéticos) y masa de relleno, para que se mantengan perfectamente sujetos en el interior de la carcasa metálica Generalmente están sumergidos en un baño de aceite de alta rigidez dieléctrica, que sirve de aislante y refrigerante. La forma de comprobar la bobina con polímetro (con buen estado de cables y cargado) sería comprobando los valores de resistencia de primario, secundario y derivación. Para el primario, en escala de 200 Ohm medir el valor de la resistencia entre 1 y 15 y comprobar que sea el facilitado por el fabricante. Si da un 1 a la izquierda: o está mal el primario o tenemos que subir la escala. Para medir el secundario medir entre 1 y 4 en escala de 20 KOhm y comprobar que sea el facilitado por el fabricante. Medir entre 15 y 4 no provoca cambios si todo está bien. Para comparar derivación ponemos el polímetro en pitido y se pone la masa en el 1 y tocamos chapa. BOBINAS SECAS Eléctricamente como las húmedas, pero no tienen refrigerante. Físicamente son más parecidas a los transformadores Se utilizaron en encendidos transistorizados y se comprueban como las húmedas.

BOBINAS DOBLES En motores con cilindros pares y en línea es posible utilizar el encendido por “chispa perdida”. En este tipo de motores, los cilindros se mueven por parejas de forma que, si uno de ellos está comprimiendo cerca del PMS, el otro está finalizando escape. Una chispa simultánea en tales cilindros, provocará la explosión en el primero y ningún efecto pernicioso en el segundo al producirse el arco eléctrico sobre mezcla ya quemada. El beneficio es doble. Nos olvidamos poner distribuidor con sus ruidos, desgastes y pérdidas de voltaje.Tenemos más tiempo para realizar la carga de las bobinas, deberemos cargar la bobina doble solo una vez. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Cuando se produce la autoniducción en el primario, en el secundario también se induce una tensión. Lo que va a ocurrir es que esta tensión se va a transformar en un voltaje en la bobina secundaria. Si cada bujía necesita 15000 V por ejemplo, la bobina secundaria deberá tener el orden de unos 30000 V. La alta tensión inducida en cada uno de los secundarios de forma alternativa, hace que, en ambas bujías, que están conectadas en serie con la bobina secundaria, se originen un salto de chispa. Las bujías de encendido deben estar ordenadas de tal manera que una de las bujías encienda en el tiempo de trabajo del cilindro, mientras que la otra encienda en el tiempo de escape en el cilindro desfasado 360º Este procedimiento se repite nuevamente una vuelta después, sin embargo, intercambiando los papeles en los cilindros. Dado que la dirección del flujo de corriente en el circuito secundario está regida

por el diseño, se alcanza polaridad diferente del voltaje de encendido en las bujías. Esto significa que la bujía del cilindro número 1 y 4 tendrán una tensión uno positiva y otra negativa, al igual que en las bujías de los cilindros 2 y 3. ETAPA DE POTENCIA La etapa de potencia está formada por transistores que conectan y desconectan el 1 de bobina a masa. Inicialmente, estaba integrada en la unidad de control, con el inconveniente de que caso de fallar había que reparar o cambiar la Ucé. Posteriormente, se fabricaron exteriormente a la unidad con una electrónica propia que le permite la conexión y desconexión del primario sirviéndose de una señal rectangular de baja intensidad que le aporta la Ucé. MONOBOBINAS Están montadas directamente en la bujía y están controladas por la unidad electrónica. Se eliminan cables y ahora, cada bobina tiene dos vueltas de cigüeñal para su carga. Existen monobobinas convencionales (Renault tiene algunas), en las que la etapa de potencia no está en la monobobina. Se miden igual que las bobinas húmedas. El primario está conectado al 1 y al 15 y el secundario al primario y al 4 (alta tensión). Hay otras monobobinas que por su conexión eléctrica se parecen más a una bobina doble. Se tiene el 1 y el 15 del primario, pero el secundario en vez de estar unida al punto 1, se une al punto 4A. (derivación a masa) Por último, otras constan en su interior de un primario y un secundario, pero con la particularidad que en el secundario se acopla un diodo especial, que solo permite que la corriente circule por el secundario cuando la

tensión aplicada a este sea elevada, mayores de 10 kV. Con esto se evita la posibilidad de que salte una chispa en el momento de restablecer la corriente por el primario, como consecuencia de la variación de flujo. BUJÍAS DE ENCENDIDO Tiene como misión hacer que la corriente, producida en el secundario, salte en forma de chispa entre sus electrodos.Están formadas por un electrodo central, de aleación especial resistente a quemaduras, que sobresale por la parte inferior de la bujía. La parte superior del electrodo central se une a un núcleo central por medio de una junta de dilatación conductora. El núcleo central tiene en su extremo superior una rosca terminal y en la que se enrosca la tuerca terminal, para sujetar el cable de alta tensión. Alrededor del electrodo central hay un aislante de porcelana, debe garantizar un perfecto aislamiento del electrodo central, y evitar fugas de corriente hacia la culata (ranuras). El aislante de porcelana tiene unas ranuras que aumenta la resistencia de posibles fugas de corriente hacia la culata, El electrodo central y el aislador de porcelana forman el cuerpo metálico de la bujía. Entre el cuerpo metálico de la bujía y el aislante existen unas juntas de estanqueidad y, que hacen hermético el interior de la bujía al paso de los gases. La temperatura que alcanza una bujía durante su funcionamiento es evacuada en parte a través del casquillo metálico y otra parte a través del electrodo central y el aislador. El aislador ha de aguantar perfectamente las altas temperatura, así como poseer una buena conductibilidad térmica, para conseguir que la temperatura en el pie

del aislador sea de unos 850 a 900º C. El cuerpo metálico lleva en su parte superior una forma de tuerca hexagonal que permite el montaje y desmontaje de la bujía en la culata. Más abajo se encuentra el electrodo de masa. La hermeticidad del casquillo con la culata se asegura gracias al montaje de una junta arandela. Si el calor evacuado es menor, la temperatura de la bujía estará por encima de la temperatura de funcionamiento, produciendo encendidos por incandescencia (AUTOENCENDIDO) Si por el contrario, la calor evacuado es mayor, la temperatura de la bujía estará por debajo de la temperatura de funcionamiento, y las partículas de aceite y hollín que se depositan sobre el píe del aislador, no desaparecen por ignición, pudiéndose originar derivaciones de corriente.GRADO TÉRMICO DE UNA BUJÍA. Grado térmico de una bujía se refiere a la clasificación en tipos que se hace de las bujías, según su capacidad de transferencia del calor desde el lugar de encendido, en el pie del aislador, hasta el sistema de refrigeración y al medio ambiente. Para cada motor se diseña una bujía con un grado térmico determinado. En general, el grado térmico de una bujía deberá ser mayor, cuanto mayor sea la potencia por litro de cilindrada de un motor. Las bujías con bajo grado térmico, denominado bujías calientes, disponen de una gran superficie absorbente del calor en el aislador, pero la derivación de este, sólo se hace a través de una pequeña zona del aislador y del cuerpo metálico de la bujía, por lo tanto, la evacuación del calor se realiza más lentamente. Las bujías con alto grado térmico,

denominadas bujías frías, disponen de una pequeña superficie absorbente de calor en el aislador y una muy buena derivación térmica a través del mismo y del cuerpo de la bujía. En conclusión, el grado térmico de una bujía viene determinado por los siguientes factores: -Conductibilidad térmica del aislador y de los electrodos, especialmente el central. -Tamaño de la superficie del aislador expuesta a los gases -Tamaño y forma de la distancia de disipación de calor. Identificación de las bujías:

Debido a que existe una gran variedad de motores en la empresa automóvilística, los fabricantes de bujías se han visto obligados a comercializar un gran número de bujías con distintas carácterísticas entre ellas, quedando reflejadas en una referencia grabada, normalmente, en el cuerpo del aislador. Cada fabricante utiliza su propio sistema de nomenclatura, existiendo en el mercado tabla de correspondencia entre las distintas marcas y los modelos de vehículo a que corresponden. SENSORES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO SENSOR DE RÉGIMEN DE GIRO Y POSICIÓN.
Sirven para determinar el nº de revoluciones y la posición del cigüeñal. Pueden ir montados en la polea o el volante del cigüeñal. Pueden ser INDUCTIVOS o HALL. INDUCTIVOS. Esta captador está constituido por una rueda fónica, acoplado cerca del volante o polea del cigüeñal y una bobina enrollada en un imán permanente. Cuando la rueda fónica gira, produce variaciones del flujo magnético, debido al paso de los dientes-huecos frente al captador (flujo magnético máximo cuando

el entrehierro sea mínimo). En la bobina del captador se inducirá una tensión alterna (V), con impulsos positivos y negativos. Estos impulsos se realizan con una frecuencia. Esta frecuencia le sirve a la unidad de mando para conocer las revoluciones del motor. Como la corona no es homogénea ya que a veces tiene dientes dobles o huecos dobles, nos encontraremos ante un sensor de régimen y posición. Estos dientes dobles o huecos dobles indicarán a la unidad de mando reconocer el PMS de la pareja de cilindros 1-4. La unidad reconoce el PMS de los cilindros 2-3 gracias a las revoluciones. HALL.Se montan en el cigüeñal como sensor de revoluciones. Al rotar el cigüeñal, una rueda fónica gira con él, variando así el flujo magnético.  El cristal Hall, supera en las crestas o no lo supera en los huecos el voltaje mínimo de disparo. Pone alternativamente el cable de señal a masa o lo deja en su tensión de referencia. Se genera una señal de onda rectangular entre 0V y 5V. La marca de PMS corresponde a un hueco o cresta de mayores dimensiones. Este está constituido por un elemento semiconductor, alimentado por una tensión fija y un imán permanente que produce el campo magnético (señal) cuando el cuerpo giratorio interrumpe el campo magnético entre el elemento semiconductor y el imán permanente. SENSOR DE FASE Si queremos realizar el encendido en motores de 4 a 6 cilindros en línea, mediante el uso de monobobinas y sin chispa perdida, la unidad de gestión del motor solo le basta con conocer la posición de uno de los cilindros de la pareja. 

Una vez localizada, seguiremos el orden de encendido 1-3-4-2. Además, no estará de más tener una señal adicional que: -Averigüe las revoluciones del motor -Comprueba señal del cigüeñal -Control de distribuciones variables7 / Trabaja entre alimentado por 5V y 0V por la unidad, generando una señal rectangular entre 0 y casi 5V pero bastante diferente a la del sensor Hall. La siguiente figura muestra su señal típica. SENSOR DE PRESIÓN DEL COLECTOR.
La cartografía tridimensional que determina el avance del encendido mediante las revoluciones y la carga del motor. El sensor de carga más utilizado es el sensor MAP, este sensor mide la presión en el colector de admisión. (presión del colector se conoce con las revoluciones y la posición de la mariposa de gases). Valores extremos: bajando una cuesta en marchas cortas. (altas revoluciones y mariposa casi cerrada🡪máximo vacío) subiendo una cuesta en marchas largas (bajas revoluciones y mariposa abierta completamente🡪mínimo vacío) CAPTADOR PIEZORRESISTIVO Está formado por un puente de resistencias serigrafiado en una placa cerámica llamada diafragma. En un lado del diafragma hay una presión de vacío mientras que en el otro lado hay la presión del colector de admisión. La unidad de mando mantiene constante a 5 voltios la alimentación del sensor. Cuando el motor genera una depresión en el colector de admisión, provoca que el diafragma se arquee, variando el valor de las resistencias del puente, y haciendo variar también el valor de la tensión en la salida, entorno a 0V con

alto vacío y entorno a 5v con poco vacío. El diafragma, con el motor apagado, se arquea en función del valor de la presión atmosférica; de este modo se obtiene, con la llave conectada, la información exacta de la presión atmosférica local. Tiene tres patillas de conexión: +5V, 0V y voltaje variable de señal en función de la carga. En sensores más modernos, como el de la figura anterior, se integra también el sensor de temperatura de aire, incorporando una patilla más. SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE Va montado sobre el circuito de refrigeración, en contacto con el refrigerante. Está constituido por una resistencia NTC. Al aumentar la temperatura, disminuye el valor de la resistencia.  La unidad de mando, realiza un divisor de tensión entre una resistencia interior y la NTC. Según la Ley de Ohm, se produce una caída de tensión en el sensor y se obtiene un voltaje. La unidad de mando, asigna un valor de temperatura a cada voltaje. Con este valor, la unidad de mando aumenta el avance del encendido en un motor frío y va disminuyendo el avance a medida que el motor se calienta. SENSOR DE TEMPERATURA DE AIRE.
Puede ir montado: él solo, en el conducto de admisión del aire o en sensor MAP. Están compuestos de una resistencia NTC. Al aumentar la temperatura, disminuye el valor de la resistencia. Al igual que el sensor de temperatura motor, la unidad de mando controla las variaciones de resistencia del sensor a través de los cambios de tensión y obtiene, por lo tanto, la información sobre la temperatura del aire aspirado. La unidad de

mando avanza levemente el encendido en frío o lo retrasa a temperatura elevadas del aire de entrada con el fin de evitar detonaciones en la combustión. El conexionado es igual que la NTC de refrigerante, excepto en que, en los sensores de presión y temperatura de aire, la masa de la NTC y el 0V del sensor de presión son la misma patilla y por ello, el sensor tiene 4 terminales. SENSOR DE DETONACIÓN O PICADO Los sensores de picado tienen como misión detectar el inicio de la DETONACIÓN con la finalidad de que la unidad de gestión de motor RETRASE el ENCENDIDO para no se produzca el picado de biela No obstante, los ángulos de avance que proporcionan un mejor rendimiento al motor son aquellos que están muy cerca de producir la detonación. Por motivos de precaución, previendo el envejecimiento del motor, es necesario siempre mantener un cierto margen de seguridad para evitar que, en esas condiciones, pudiesen producirse detonaciones. Estos márgenes de seguridad, a veces excesivos, pero de todas maneras necesarios, no permitían aprovechar a fondo la optimización del motor. Para solucionar este inconveniente se emplean SENSORES DE DETONACIÓN que van montados por lo general en la parte superior del bloque, detectan detonaciones en la culata. Estos sensores están compuestos de cristales piezoeléctricos que generan una señal eléctrica cuando perciben el exceso de vibraciones producidas por los fallos de combustión. La unidad de mando evalúa las señales procedentes del sensor y activa una estrategia de retraso del 

encendido de una forma paulatina, hasta que la detonación desaparece. Posteriormente, se vuelve a avanzar el encendido, hasta que queda situado en su valor programado. Si la detonación apareciese en cualquier momento, la unidad de mando volvería a producir el retraso hasta la desaparición de la detonación. De este modo, el motor se lleva al máximo rendimiento, dentro de sus posibilidades.SENSOR DE POSICIÓN DE MARIPOSA El objetivo de este sensor es informar a la unidad de mando la posición de la mariposa de gases, para detectar las posiciones -ralentí -plena carga -aceleración rápida. Cuando el valor de voltaje de señal (generalmente) es cercano a 0V, la unidad interpreta estado de ralentí. Cuando pisamos el acelerador, se va el voltaje a casi 5V. En este momento un pequeño incremento de avance permite subir ligeramente de rpm lo que se toma como primer paso de la estrategia en caso de incremento del par resistente a ralentí. Para lograr la plena carga del motor y que éste alcance sus r.P.M. Máximas se provoca un sobreavance. SELECTOR DE OCTANAJE Algunos sistemas de encendido antiguas poseían un conector, mediante el cual pueden llevarse a cabo un ajuste del octanaje con ayuda de un cable de servicio, o simplemente variando la posición de un interruptor. Este puede ser necesario -al utilizar combustible de distinto índice de octano -en caso de un posible picado del motor. Rebaja todo el mapa de encendido.Este ajuste de octanaje origina una modificación en el avance del momento de encendido,

adoptando un campo carácterístico de menores avances. La unidad de mando manda una tensión de referencia, normalmente de 5V y en esta, en función del tipo de conexionado, se producirá una caída de tensión determinada, identificada por la unidad de mando.