martes, 27 de mayo de 2014

Introducción al Sistema de Encendido

El sistema de encendido agrupa una serie de elementos que se encargan de inflamar, en el momento preciso y en distintas condiciones de funcionamiento del motor, la mezcla aire-gasolina que se encuentra en el interior del cilindro.

En los motores diesel, el encendido se produce por la compresión de la mezcla de aire. El sistema de encendido convencional es el más sencillo de todos los sistemas por bobinas pero a pesar de esto es muy importante para el buen funcionamiento del motor ya que afecta de manera directa su consumo de combustible y por lo tanto su rendimiento.

 El sistema de encendido, está compuesto por los siguientes elementos: batería, llave de contacto, bobina, condensador, conjunto distribuidor, bujías y cableado de alta tensión para su conexionado. Por su parte, el distribuidor incorpora entre otros mecanismos, el ruptor, la leva, la pipa o rotor.


CREADO POR: CARLOS ARTURO OGALLA VALVERDE

Batería: Definición y problemas

La batería es un acumulador y proporciona la energía eléctrica para el motor de arranque de un motor de combustión. Además el voltaje eléctrico no puede reducirse considerablemente durante el proceso de arranque. Por eso las baterías disponen de una resistencia interior pequeña.


Montaje

Las baterías son circuitos en línea de células acumuladoras de plomo con un voltaje nominal de 2,12 V (voltios) por unidad. Para conseguir un voltaje nominal de 6 V o bien 12 V se necesita un circuito en línea de 3 o bien 6 células por batería. Las baterías se dividen en baterías de líquido (ácido), de vellón y de gel.

Problemas y manipulación

Ácido y tóxico

Los electrodos se componen de plomo y son por ello tóxicos. El contenido de ácido sulfúrico es muy corrosivo. Por ello se recomienda mucha precaución a la hora de manipular baterías. El electrolito (ácido sulfúrico y un poco de agua) es altamente tóxico para el medio ambiente. En caso de contacto con el ácido u otros productos químicos de las baterías se debe, lavar con abundante agua la zona afectada, e ir a un servicio de urgencias médicas de inmediato.

-Influencia de la temperatura

Al llegar el invierno las baterías terminan su ciclo ya que la pérdida de capacidad es mayor a bajas temperaturas y a menudo no pueden proporcionar un arranque prolongado a temperaturas reducidas. A -20 °C solo está disponible la mitad de la capacidad normal. Al mismo tiempo la baja temperatura del aceite del motor hace el proceso de arranque más difícil. Por eso en lugares con inviernos muy duros se desmonta la batería durante la noche para depositarla en un cuarto caliente.

-Sobrecarga

Un problema adicional es el sobrecargado de la batería. Un cargador y/o regulador que no esté debidamente calibrado puede llevar a la sobrecarga. Durante la carga el sulfato de plomo se transforma tanto en plomo como en dióxido de plomo; pero ya que la corriente de carga sigue fluyendo en exceso, se ataca al plomo de la malla.

-Voltaje de carga, emisión de gases

El voltaje de carga debería ser de entre 13,8 y 14,4 V a una temperatura de entre 15 y 25 °C. Si el voltaje de carga es superior a 2,4 V por célula (en el caso de baterías de 12 V son en total máx. 14,4V) entonces hay peligro de corrosión de la malla, cosa que se puede observar visualmente por la emisión de gases. Por eso la batería no debe cargarse hasta el máximo con corrientes altas.

-Peligro de explosión

Este fenómeno se produce debido a la descomposición electrolítica del agua que se encuentra en el ácido sulfúrico. Como resultado de este proceso se forman oxígeno e hidrógeno, los cuales dan lugar a oxihidrógeno, de alta explosividad.

-Nivel de líquido/Limpieza

Las baterías que no precisan de mantenimiento se deben inspeccionar de forma regular para comprobar si el nivel de líquido es el adecuado. El nivel del líquido debería estar a 10 mm sobre el nivel canto de las placas. Quien realice esta inspección se dará cuenta de que las placas, especialmente después de estar el coche en funcionamiento, despiden un poco de gas. Este es un indicador de que el agua se gasifica y por ello se pierde. Si el nivel del líquido disminuye de forma que las placas no están totalmente cubiertas, entonces la capacidad de la batería disminuye y la zona seca se deteriora de forma irreversible. La solución al problema puede parecer obvia: reducir el voltaje de carga, para que la batería no despida gases. La reducción del voltaje de carga en 0,1 V provoca que la batería no se cargue del todo además de otras consecuencias de mayor gravedad.

-Carga demasiado reducida

El error más frecuente es aplicar una carga de la batería menor de la nominal. La batería se descarga también poco a poco en caso de que no se use, especialmente si está conectada a un vehículo, ya que este precisa también en caso de no estar en funcionamiento de corriente (denominada de dormir) para abastecer a algunos dispositivos electrónicos (denominados centralitas electrónicas) como el reloj o la alarma.

-Daños por falta de uso

Durante este proceso se forma sulfato de plomo en las placas. A simple vista parece una reacción en forma de polvo, pero se trata realmente de diminutos cristales. Estos tienen una superficie importante, que hacen posible una reacción rápida durante la carga. Si el vehículo está un tiempo prolongado sin funcionamiento, entonces se forman cristales duros de mayor tamaño. Este proceso reduce la capacidad de la batería, además los cristales apenas pueden destruirse aplicando voltaje. Todo ello conlleva una caída drástica de la capacidad de la batería, que se denomina Sulfatación de cristales gruesos, y que a la larga supone el fin de la vida de la batería. Es por ello importante comprobar que la batería esté lo suficientemente cargada. Este problema se da especialmente en vehículos que solo se usan de forma ocasional, por ejemplo motocicletas, caravanas o lanchas motoras, máquinas quitanieves.


CREADO POR: CARLOS ARTURO OGALLA VALVERDE

Llave de contacto

La llave de contacto es un interruptor situado entre la batería y la bobina. Tiene dos funciones principales: 

  • Evitar la descarga de la batería con el motor apagado.
  • Parar el motor cortando el encendido.


Por un lado, evita que se descargue la batería a través del circuito primario con el motor parado, ya que si no existiera, si al parar el motor los contactos del ruptor se quedan cerrados, circularía corriente por el circuito primario descargando la batería. Por otro lado, al abrir el circuito primario, se interrumpe el paso de corriente y al no producirse el salto de chispa el motor se para.


CREADO POR: CARLOS ARTURO OGALLA VALVERDE

Bobina

La energía motriz del motor se consigue mediante una explosión que se obtiene a través de una reacción química entre el oxígeno del aire y la gasolina. Para iniciar la reacción necesitamos aportar energía, la cual la aportamos en forma de salto de chispa entre los electrones de la bujía. Para ello, la baja tensión de la batería necesita ser transformada en alta tensión.

Esta función la realiza la bobina de encendido.




FUNCIÓN


  • Eleva la baja tensión de la batería
  • Transforma baja-alta tensión 
  • Necesaria para hacer saltar la chispa en la bujía

CONSTITUCIÓN






  • Núcleo magnético

  • Arrollamiento primario

  • Arrollamiento secundario






FUNCIONAMIENTO

La bobina basa su funcionamiento en los fenómenos de inducción electromagnética



CREADO POR: MARI CARMEN OLIVA

Condensador

Un condensador se compone de un conjunto de láminas de material conductor separadas entre sí por materiales aislantes, llamados Dieléctricos. El conjunto esta sumergido en un baño de aceite y contenido en una carcasa metálica, para proteger y evitar excesos de temperatura.




La capacidad de carga del condensador depende de:

  • Distancia entre placas
  • Superficie de las placas
  • Nº de placas


Suele ser un valor que oscila entre 0,2 y 0,3 microfaradios. La capacidad excesiva o insuficiente del condensador provocaría una rotura del mismo.






Funcionamiento

Cuando se abren los contactos del ruptor y se interrumpe el paso de corriente en el circuito primario, disminuye el campo magnético del circuito y se genera una f.e.m. en el circuito secundario.




 Esto genera dos consecuencias:


  •  El deterioro de las superficies de contacto del ruptor. 

  •  El aumento del tiempo que tarda en desaparecer el campo magnético del primario, reduciendo la f.e.m. inducida en el secundario.


Para evitarlo, se instala el condensador en paralelo a los contactos del ruptor. 
Cuando se abren los contactos, el condensador se carga hasta alcanzar el valor de tensión del circuito primario. La duración de la carga es tiempo suficiente para que los contactos del ruptor interrumpan el paso de corriente sin que salte un arco eléctrico entre ellos.
Una vez cargado, ya no se produce diferencia de potencial y el condensador empieza a funcionar como un circuito abierto.

Creado y editado por: SERGIO LÓPEZ OLIVENCIA

Conjunto Distribuidor


FUNCIÓN

Repartir a cada una de las bujías, en el orden y momento preciso, el impulso de alta tensión generado por la bobina.
El orden de encendido más usual para el tipo de motor más popular, el de cuatro cilindros en línea, es 1-3-4-2, siendo el "1" normalmente el más cercano a la distribución y el "4" el más alejado, situado al lado del volante motor.


COMPONENTES

  • El ruptor
  • La leva
  • La pipa o rotor


RUPTOR



Este interruptor se encarga de abrir y cerrar el circuito primario de la bobina de encendido al ritmo del número de revoluciones del motor.


PIPA O ROTOR


Mediante el giro, el rotor distribuye alta tensión a las bujías, según el orden de encendido, a través de las conexiones interiores de dicha tapa.






CREADO POR: MARI CARMEN OLIVA

domingo, 25 de mayo de 2014

Cables de alta tensión

Los cables de alta tensión son los encargados de transportar la tensión de encendido del
conjunto distribuidor a las bujías.



 
Imagen extraída de CatálogoBosch

Los requisitos que deben reunir son:
  • Resistencia a la humedad
  • Resistencia al aire
  • Resistencia al combustible
  • Resistencia térmica
  • Resistencia mecánica

Por otro lado, deben ser capaces de evitar interferir en los equipos eléctricos debido a la gran tensión que circula por ellos.



Tipos:

Los materiales de los que se componen son muy variados. Algunos de ellos son:

Cable de cobre con resistencia antiparasitaria


Posee un núcleo de cobre bañado en estaño, revestido de silicona para aumentar la rigidez y el aislamiento. Por sí solos no tienen resistencia parasitaria, sino que ésta está integrada en forma de vidrio fundido con elementos conductores en la pipa de la bujía. Su resistencia oscila entre 1 y 6,5 K.


Cable con resistencia de carbono


Posee un núcleo formado por una malla de vidrio impregnada en carbono y recubiertos con dos capas de silicona. Su resistencia oscila entre 10 y 25 KΩ.

Cable con reactancia inductiva


El núcleo es similar al de carbono, pero ahora la fibra de vidrio se recubre de una capa de silicona magnética rodeada por alambre de acero inoxidable. De esta forma, se genera una tensión de inducción debido a la variación del campo magnético del cable, neutralizando la tensión inducida por otra reactiva. Como consecuencia, la resistencia variará en función de las revoluciones del motor. Su resistencia oscila entre 2 y 8 KΩ por metro de cable.



CREADO Y EDITADO POR: SERGIO LÓPEZ OLIVENCIA

La Bujía

La bujía es el elemento que produce el encendido de la mezcla de combustible y aire en los cilindros, mediante una chispa, en un motor de combustión interna de encendido provocado ,tanto alternativo de ciclo Otto como Wankel.

Funcionamiento

La bujía tiene dos funciones primarias:
  • Inflamar la mezcla de aire y combustible.
  • Disipar el calor generado en la cámara combustión hacia el sistema de refrigeración del motor (rango térmico).


Una bujía debe tener las siguientes características:
  • Estanca a la presión-Resistencia del material aislante a los esfuerzos térmicos, mecánicos y eléctricos.
  • Adecuada graduación térmica.




Las bujías convierten la energía eléctrica generada por la bobina del encendido en un arco eléctrico, el cual a su vez permite que la mezcla de aire y combustible se expanda rápidamente generando trabajo mecánico.
Para que esto se produzca hay que suministra un alto nivel de voltaje, al menos 5000 voltios.
La temperatura de la punta de encendido de la bujía debe de encontrarse lo suficientemente baja como para prevenir la pre-ignición o detonación, pero lo suficientemente alta como para prevenir la carbonización.

Estructura de las bujías



Tipos de Bujias

Existen dos tipos de bujías según su grado térmico:
-Bujías calientes: se conoce como bujías calientes, aquellas que tienen la punta del aislador muy larga, y el recorrido del calor no es directo. El automóvil que solo hace recorridos cortos en la ciudad, necesita bujías mas calientes para quemar los depósitos de carbón.
-Bujías frías: tienen la punta del aislador corta, y el recorrido del calor es muy directo.




Cuando las bujías están demasiado frías no queman los depósitos de carbón que se forman en los electrodos
El vehículo que se utiliza principalmente en carretera y circula poco por ciudad necesita bujías mas frías para evitar sobrecalentamiento.



En resumen: elija una bujía "fría" para largos recorridos, altas velocidades o conducción con carga en los que la disipación de calor es esencial. Elija bujías "calientes" para tratar de evitar depósitos en tipos de conducción de cortos recorridos o con arranques y paradas frecuentes. También se utilizan bujías mas "calientes" en motores viejos con mucho desgaste y perdidas de compresión.

Otra gran diferencia que existe sobre el tipo de bujías son la cantidad de electrodos que tiene en su extremo que pueden estar formados por un solo electrodo, dos, tres o cuatro electrodos.

La teoría indica que a mayor número de electrodos mejor es la combustión puesto que se distribuye la chispa en un mayor número de puntos por toda la cámara de combustión.




CREADO POR: JOSE SEVILLA RODRIGUEZ