Sistemas de Encendido en Motores de Combustión Interna

1. Sistema de Encendido Convencional por Platinos

El sistema de encendido convencional, basado en platinos, es fundamental para la generación de la chispa en el cilindro. Un componente clave en este sistema es el condensador, cuyas funciones principales son:

• Proteger los contactos del ruptor: Absorbe el arco eléctrico que se forma durante la apertura de los platinos, evitando su perforación y prolongando significativamente su vida útil.
• Optimizar la interrupción del circuito primario: Al evitar el arco eléctrico, se logra una interrupción más rápida del circuito primario de la bobina. Esto resulta en una fuerza electromotriz (f.e.m.) inducida en el secundario de valores más elevados. Además, su descarga sobre el primario refuerza el campo magnético.

Explicación del Funcionamiento:

Con los contactos del ruptor cerrados, al cerrarse el interruptor de encendido, la corriente que sale de la batería entra en la bobina primaria, pasa por el ruptor y va a masa. Esta corriente primaria imanta fuertemente el núcleo de la bobina. Cuando el ruptor se abre e interrumpe la corriente primaria, el campo magnético desaparece. En este instante, aparece por inducción una muy alta tensión en la bobina secundaria, la cual es recorrida por una corriente de poca intensidad, generando la chispa necesaria.

2. Porcentaje Dwell: Ángulo de Cierre de los Platinos

El porcentaje Dwell (o ángulo Dwell) se refiere al tanto por ciento de tiempo disponible para cada cilindro en el cual los contactos del ruptor permanecen cerrados, permitiendo la carga de la bobina. Este ángulo es crucial para el correcto funcionamiento del sistema de encendido.

El ángulo de cierre ideal para cada cilindro varía según el número de cilindros del motor:

• 4 cilindros: 90 grados
• 6 cilindros: 60 grados
• 8 cilindros: 45 grados

La relación se puede expresar como: 100% para cada cilindro → X% Dwell

3. ¿Por qué Varía el Porcentaje Dwell?

La variación del porcentaje Dwell es un indicador del ajuste de los platinos:

• Si el Dwell es mayor que los valores recomendados, significa que los platinos se encuentran demasiado juntos.
• Si el Dwell es menor, los platinos están demasiado separados.

En cualquiera de estos dos casos, la instalación de encendido no podrá funcionar correctamente, afectando la eficiencia de la combustión y el rendimiento del motor.

4. Fases de Operación de la Bobina de Encendido

La operación de la bobina de encendido se puede visualizar en una gráfica que muestra sus diferentes fases:

• Punto 1: Inicio de la activación de la bobina.
• Punto 2: Periodo de Dwell (carga de la bobina).
• Punto 4: Pico de autoinducción (generación de alta tensión).
• Punto 5: Tiempo de quemado (duración de la chispa).
• Punto 6: Oscilaciones residuales de la bobina.

5. Fenómenos Anómalos en la Combustión: Detonación y Autoencendido

Es fundamental distinguir entre dos fenómenos de combustión anómalos que pueden dañar el motor:

• Detonación: Se produce después de que salta la chispa. Es una combustión rápida y violenta, causada por una alta temperatura y presión en la cámara, que genera ondas de choque.
• Autoencendido: Se produce antes de que salte la chispa. Es una ignición prematura de la mezcla aire-combustible, debido a altas temperaturas, exceso de compresión o puntos calientes (como en una culata rectificada incorrectamente).

6. Bujías: Tipos y Diagnóstico de Fallas

Las bujías son componentes críticos para el encendido. Su rango térmico es vital:

• Una bujía muy caliente evacúa poco calor, lo que puede llevar al sobrecalentamiento y derretimiento del electrodo.
• Una bujía muy fría evacúa demasiado calor, impidiendo que alcance su temperatura de autolimpieza y pudiendo provocar que se carbonice o «comunique» (cortocircuite).

Diagnóstico de Fallas por Tensión en los Cilindros:

• Si un cilindro presenta una tensión elevada, indica una alta resistencia en la línea. Las posibles causas incluyen un cable de bujía cortado o electrodos de la bujía excesivamente separados.
• Si un cilindro presenta una tensión baja, sugiere una baja resistencia en la línea. Esto puede deberse a electrodos de la bujía demasiado juntos, una bujía carbonizada/comunicada o una temperatura insuficiente de la bujía.

Tecnología Diésel: Componentes y Funcionamiento Avanzado

Funcionamiento de los Electroinyectores

Los electroinyectores son esenciales en los motores diésel modernos. Su función principal es establecer con precisión la cantidad de combustible a inyectar y regular el instante exacto de su introducción en la cámara de combustión. El inyector tiene la delicada misión de pulverizar el combustible de forma completa y homogénea, incluso en ambientes de elevada presión, como ocurre al final de la fase de compresión en la cámara de explosión.

Regulador de Alta Presión (Common Rail)

El regulador de alta presión es un componente vital en los sistemas Common Rail. Su propósito es ajustar y mantener la presión del combustible en el raíl (conducto común) de inyección, adaptándose a las demandas del motor según su estado de carga y régimen de funcionamiento.

Técnicas de Optimización en la Cámara de Combustión

Para optimizar la mezcla aire-combustible y la combustión, se emplean diversas técnicas en la cámara de combustión:

• A bajas revoluciones: Se cierra una mariposa en la entrada de admisión para que el aire entre por otra vía en forma de torbellino (turbulencia), facilitando una mejor mezcla con el combustible.
• A alto régimen: Se abre la mariposa, permitiendo que el aire entre por ambas entradas también en forma de torbellino. Esto no solo mejora la mezcla, sino que también optimiza el llenado de la cámara de combustión.

En los sistemas Common Rail, una mayor presión de inyección permite una mejor pulverización del combustible, lo que resulta en una mezcla más homogénea, una combustión más eficiente y una mayor temperatura, generando así menos hollín.

Sistemas de Recirculación de Gases de Escape (EGR)

Los sistemas EGR (Exhaust Gas Recirculation) reducen las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) al recircular una parte de los gases de escape hacia la admisión. Existen diferentes tipos:

• Por tipo de control: EGR neumática y EGR electrónica.
• Por ubicación: EGR interna y EGR externa.

La EGR externa de baja presión recircula los gases de escape hacia el colector de admisión después de pasar por el escape, un refrigerador, el turbo y el intercooler, lo que permite enfriar los gases antes de su reintroducción.

Filtro de Partículas Diésel (FAP)

El Filtro de Partículas Diésel (FAP) es un método eficaz para eliminar las partículas de hollín contenidas en los gases de escape. Existen sistemas con y sin aditivo:

• Sistema con aditivo: Emplea un aditivo a base de cerina que ayuda a reducir la temperatura de combustión del hollín y a elevar su velocidad de combustión, facilitando la regeneración natural del filtro. El aditivo se combina con el hollín durante la combustión del carburante.

Reducción Catalítica Selectiva (SCR) y AdBlue

El Catalizador SCR (Selective Catalytic Reduction) es un sistema avanzado para la reducción de emisiones de NOx. Inyecta un agente reductor, conocido como AdBlue (una solución de urea y agua), en los gases de escape antes de que pasen por el catalizador de reducción. El AdBlue es arrastrado por el caudal de los gases de escape y distribuido uniformemente por un mezclador, donde reacciona con los NOx para convertirlos en nitrógeno y vapor de agua inofensivos.

• El catalizador SCR alcanza su temperatura óptima de funcionamiento alrededor de los 200 grados Celsius.
• La bomba presuriza la instalación de AdBlue a aproximadamente 5 bares.
• El AdBlue es inyectado directamente en el sistema de escape.

Tipos de Cámaras de Combustión Diésel

Las cámaras de combustión en motores diésel se clasifican principalmente por su diseño y método de inyección:

• Inyección directa
• Inyección indirecta
• Cámara de reserva de aire
• Cámara de turbulencia

Comprobación de Calentadores

La comprobación regular de los calentadores (bujías de precalentamiento) es una tarea de mantenimiento esencial en los motores diésel, ya que son fundamentales para el arranque en frío y la reducción de emisiones iniciales.