¿Qué es el sistema primario de encendido y cómo funciona?

Un sistema de encendido o de ignición es un sistema para encender una mezcla de aire y combustible. Los sistemas de encendido son bien conocidos en el campo de los motores de combustión interna, como los utilizados en los motores de gasolina (gasolina) que se utilizan para impulsar la mayoría de los vehículos de motor. El sistema de encendido se divide en dos circuitos eléctricos: el primario y el secundario. El circuito primario lleva bajo voltaje. Este circuito funciona solo con corriente de batería y está controlado por los puntos de interrupción y el interruptor de encendido. 

Funcionamiento

La bobina es el corazón del sistema de encendido. Esencialmente, no es más que un transformador que toma 12 voltios de la batería y lo aumenta hasta un punto donde disparará la bujía hasta 40,000 voltios. La bobina del sistema primario, consiste en relativamente pocas vueltas de cable pesado, está conectada a los dos terminales primarios ubicados en la parte superior de la bobina. La bobina secundaria consta de muchas vueltas de alambre fino. Está conectado a la conexión de alta tensión en la parte superior de la bobina (la torre en la que está enchufado el cable de la bobina del distribuidor).

Tipos de encendido

  • Sistema de encendido del distribuidor
  • Sistema de encendido directo
  • Tipo de bobina en bujía (COP): bobina individual para cada cilindro y el paquete de la bobina se monta directamente sobre las bujías.
  • Bobina individual para cada cilindro con cables HT (alta tensión) separados.
  • Encendido por chispa desechado: bobina separada para cada dos cilindros. 
    Encendido sincrónico con dos terminales de bobina de devanado secundario.

Encendido por distribuidor

El sistema de encendido del distribuidor es el sistema de encendido más común para los vehículos de principios de año. Los sistemas de encendido del distribuidor usan una bobina que dispara una bujía a la vez solo en la carrera de compresión. Ver el patrón de encendido primario requiere que tenga que monitorear la señal de voltaje en el lado negativo del circuito primario de la bobina e identificar el cilindro de disparo utilizando la sonda RPM.

El sistema de encendido convencional consta de los siguientes componentes:

  • Bobina de encendido
  • Distribuidor
  • Bujías
  • Cables de alta tensión
  • Algunos medios para controlar el circuito de encendido primario. 

El circuito primario de la bobina de encendido puede contener: puntos, puntos que controlan un transistor, el transistor está controlado por algún otro medio (sin interruptor) o encendido electrónico. En los sistemas de encendido de tipo punto, la corriente en el circuito primario se controla mediante un interruptor mecánico (o disyuntor). Los puntos mecánicos pueden controlar un transistor de conmutación que abre y cierra el circuito primario de la bobina de encendido. En el interruptor sin transistor y encendido electrónico, se puede usar un efecto Hall, VRS (Sensor de reluctancia variable) o un sensor óptico para controlar el transistor de conmutación. 

La corriente fluye desde el terminal positivo de la batería, a través del interruptor de encendido y / o relé, a través de un fusible y hasta la terminal positiva de la bobina de encendido. La corriente regresa a la batería a través del terminal negativo de la bobina de encendido, a través del dispositivo de conmutación (puntos o un transistor) a través del chasis del vehículo y al terminal negativo de la batería. Mientras la corriente fluye en el circuito primario, se acumula un campo magnético en la bobina de encendido. Debido a la inductancia de la bobina de encendido, la corriente primaria tarda un tiempo (1-6 mS, según el diseño) en alcanzar su valor nominal. Cuando se interrumpe el flujo de corriente primario, el campo magnético se colapsa rápidamente (en aproximadamente 20 µS) y se induce un alto voltaje en el devanado primario (Fuerza contraelectromotores CEMF). Este voltaje se transforma en un voltaje muy alto en el devanado secundario. La amplitud de este voltaje depende de la relación de espiras (comúnmente 100: 1). Un voltaje primario de 300 V, por lo tanto, será de 30 000 V en el devanado secundario. El voltaje solo aumentará hasta que se alcance el voltaje de ruptura del entrehierro: el voltaje de encendido de la bujía.

Sistema de encendido directo

Los sistemas COP utilizan una bobina individual para cada bujía. Cada bobina se encuentra directamente encima de su bujía y no utiliza cables de bujía externos. Cada paquete de bobinas también tiene un circuito primario independiente que debe probarse individualmente.
La bobina de encendido individual por un ciclo de funcionamiento del motor genera una chispa de encendido. Por lo tanto, en los sistemas de encendido individuales se requiere la sincronización del trabajo de las bobinas con la posición del árbol de levas. 

Al presentar el voltaje a la bobina primaria, la corriente comienza a fluir por una bobina primaria y, debido a eso, en el núcleo de la bobina cambia el valor del flujo magnético. El cambio del valor del flujo magnético en el núcleo de la bobina conduce a la aparición del voltaje de polaridad positiva en una bobina secundaria. Debido a que la velocidad de aumento de la corriente en la bobina primaria es lenta, el voltaje que surge en una bobina secundaria es pequeño, de acuerdo con 1 … 2 kV. Pero en ciertas condiciones, el valor del voltaje puede ser suficiente para la aparición prematura de la chispa entre los electrodos de una bujía y, como consecuencia, el encendido prematuro de la mezcla de aire / combustible. Para evitar posibles daños del motor debido a la aparición prematura de la chispa, Se debe excluir la formación de la chispa entre los electrodos de una bujía al someter un voltaje a una bobina primaria. 

En el momento del cierre de la cascada de ignición de salida, la corriente en el circuito primario se interrumpe bruscamente y el flujo magnético disminuye rápidamente. Este cambio rápido del valor del flujo magnético hace que ocurra el alto voltaje en una bobina secundaria de la bobina de encendido (bajo ciertas condiciones, el voltaje en una bobina secundaria de la bobina de encendido puede alcanzar 40… 50 kV). Cuando este voltaje alcanza el valor que proporciona la formación de la chispa entre los electrodos de una bujía, la mezcla de aire / combustible comprimido en el cilindro se enciende desde la chispa entre los electrodos de una bujía.

En algunos sistemas, las bobinas no se encuentran directamente encima de cada bujía y se utilizan cables HT externos para bujías. Cada paquete de bobinas también tiene un circuito primario independiente que debe probarse individualmente.

Encendido por módulo DIS

Los sistemas de encendido DIS utilizan una bobina por cada dos cilindros, también llamados sistemas de “chispa de desperdicio”. Un sistema de chispa residual dispara una bobina por cada par de cilindros que se encuentran en el punto muerto superior (TDC) al mismo tiempo. Estos pares de cilindros se denominan “compañeros de carrera”. Un cilindro está en TDC en la carrera de compresión, mientras que el otro está en TDC en la carrera de escape. La chispa en el cilindro en TDC en la carrera de compresión enciende la mezcla de aire y combustible para producir energía. La chispa en el cilindro en TDC en la carrera de escape está “desperdiciada”, de ahí el nombre de “chispa residual”. Cada bobina DIS de chispa residual se engancha en serie con sus dos bujías. Cuando se dispara la bobina, la corriente secundaria crea una chispa de alto voltaje a través de los espacios de ambos enchufes. 

Un enchufe se dispara con la polaridad directa tradicional de un sistema de encendido: negativo (-) a positivo (+) El otro enchufe se dispara con polaridad opuesta: positivo (+) a negativo (-) Por lo tanto, un enchufe siempre se dispara con lo que siempre se ha llamado “polaridad invertida”. Sin embargo, la capacidad de voltaje de una bobina DIS es lo suficientemente alta como para garantizar que el voltaje disponible siempre sea lo suficientemente alto como para disparar el enchufe con polaridad invertida cuando está en la carrera de compresión.

Forma de onda de ignición primaria

1. El interruptor interno de la ECU se cierra. La corriente se precipita en la bobina y comienza a acumularse, por lo que el voltaje cae cerca del suelo y esencialmente permanece allí hasta la chispa de encendido.
2. La bobina ahora está saturada de electricidad, como lo indica el salto de voltaje. 
    La bobina ya no se carga gracias a la ECU.
3. El interruptor de la ECU se abre, liberando toda la corriente acumulada. Los amplificadores caen como una roca y el voltaje se dispara.
4. La línea de chispa indica la duración del evento de chispa en el enchufe.
5. Cuando no queda suficiente energía para la chispa, la energía restante se desconecta y el evento comienza de nuevo.

Procedimiento para verificar la funcionalidad del circuito de encendido primario

– Mediciones de ohmímetro y voltímetro del devanado primario de la bobina de encendido  –

  • Mida la resistencia del devanado primario de la bobina con un ohmímetro. La resistencia normal debe ser inferior a 1Ω.
  • Encienda el encendido pero no arranque el motor.
  • Use un voltímetro para verificar si el voltaje de la batería se aplica al terminal positivo de la bobina (generalmente “2”) y a la tierra del chasis.