1.0 Fundamentos del Circuito de Encendido

1.1 Necesidad del Circuito de Encendido

El circuito de encendido debe cumplir los siguientes requisitos fundamentales:

• Debe suministrar la energía necesaria para inflamar la mezcla aire-combustible.
• El salto de chispa debe efectuarse en el momento adecuado, ateniéndose a los valores estipulados en cuanto al valor en grados del ángulo de avance al encendido.
• En motores multicilíndricos, la chispa debe llevarse a cabo en el cilindro adecuado, siguiendo el orden de encendido.
• Posibilidad de adecuar el ángulo de avance al encendido en función de variables como el régimen y la carga (efectuado con los denominados variadores de avance).
• Control de la energía de alimentación del sistema, limitando la intensidad cuando no sea preciso disponer de la máxima energía de encendido.

1.2 Principio de Funcionamiento

El encendido por platinos es el conjunto que utiliza los contactos del ruptor para intervenir en su funcionamiento.

La batería que alimenta los sistemas de encendido no tiene el suficiente voltaje para hacer saltar la chispa, por lo que se utiliza una bobina. El salto de chispa se produce en la bujía, situada en la cámara de combustión de cada cilindro.

La bobina amplifica los voltios (V) desde los 12 V nominales hasta los 30.000 V que se llegan a alcanzar en su interior.

1.3 Componentes del Sistema de Encendido

1.3.1 Batería

Encargada de alimentar el circuito, suministra una tensión nominal de 12 V.

1.3.2 Bobina

Su función es transformar la tensión de batería, haciendo que su valor se incremente lo suficiente como para permitir el salto de chispa en la bujía.

En su interior se dispone el núcleo, formado por una sucesión de chapas magnéticas que potencian los efectos del campo magnético producido por el paso de corriente a través del primario.

Enrollados en espiral sobre el núcleo se disponen los arrollamientos primario y secundario:

• El secundario se dispone directamente sobre el núcleo, formado por unas 20.000 a 30.000 espiras de hilo fino. Su resistencia es de 8.000 a 10.000 ohmios.
• El primario se coloca sobre el secundario, aislado eléctricamente, formado por unas 200 o 300 espiras de hilo grueso. Su resistencia oscila entre 0,2 y 3 ohmios.

El primario se enrolla sobre el secundario porque mejora las cualidades mecánicas y disipa mejor el calor.

La relación entre el número de espiras de ambos determina la llamada relación de transformación:

$$ \text{Relación de transformación} = \frac{\text{N espiras secundario}}{\text{N espiras primario}} \quad \text{RT} = \frac{\text{V secundario}}{\text{V primario}} $$

Terminales de la Bobina

• Positivo (B, BAT, + o 15)
• Negativo (D, 1, – o RUP)
• Salida de AT (Alta Tensión)

Conexionado Interno de la Bobina

• El primario va conectado por un extremo al (+) y por otro al (-).
• El secundario va conectado al (-) y a la salida de AT.

Bobinas con Doble Salida en Alta Tensión

En estas bobinas se disponen dos terminales de AT conectados a los extremos del secundario. El secundario está aislado del primario y no va conectado al terminal negativo. Estas se utilizan en sistemas de encendido estáticos, así como en ciertos bicilíndricos en los que los ciclos de funcionamiento de los cilindros se llevan a cabo en intervalos equidistantes para poder prescindir del distribuidor.

1.3.3 Llave de Contacto

Es el principal interruptor del vehículo, controlando la apertura y cierre del circuito de encendido.

El terminal de salida de corriente se designa con el número 15, mientras que el de entrada de corriente directa desde la batería es el 30. Muchas llaves poseen un microchip antirrobo.

1.3.4 Distribuidor

Encargado de efectuar la distribución de alta tensión (AT) a las respectivas bujías, según el orden de encendido.

Está formado por un árbol giratorio accionado por el árbol de levas, girando a la mitad de velocidad que el cigüeñal. En el extremo superior de dicho árbol se dispone el llamado dedo distribuidor (o rotor), alimentado mediante una escobilla situada en la tapa, con la corriente de AT procedente del secundario de la bobina.

1.3.5 Ruptor (Platinos)

Su función es controlar la apertura o cierre del circuito de alimentación del primario de la bobina mediante la puesta a masa del mismo, para provocar la variación del flujo que genera la AT en el secundario.

El ruptor está formado por dos contactos:

• Uno fijo, solidario a la placa de soporte del ruptor y conectado a masa.
• El otro, conocido como martillo (contacto móvil), que está conectado eléctricamente al borne negativo de la bobina y al extremo del arrollamiento primario, y debe estar aislado de masa.

Ángulos de la Leva

Separación Angular: $$ \frac{360}{4 \times \text{N cilindros}} = 90 $$

$$ 90^{\circ} \text{ (ángulo total)} – 60^{\circ} \text{ (ángulo de cierre)} = 30^{\circ} \text{ (ángulo de apertura)} $$

1.3.6 Condensador

Su función es absorber el arco eléctrico que se produce cuando los contactos del ruptor comienzan a abrirse.

Impide el deterioro prematuro de los contactos del ruptor, al evitar, en gran medida, la formación del arco eléctrico durante los primeros instantes de apertura.

Absorbe la corriente de ruptura que se induce sobre el primario para aumentar la velocidad de variación del flujo. Esta función es tan importante que, en muchos casos, el motor presenta graves problemas de puesta en marcha (falta de energía en la chispa de la bujía) por defecto o avería en el condensador.

1.3.7 Variadores de Avance

Variador de Avance Centrífugo

• El avance al encendido se mide en grados del giro del cigüeñal.
• El tiempo disponible para llevar a cabo la combustión disminuye en proporción directa al incremento del régimen de giro del motor (a 4000 rpm se dispone de la mitad de tiempo que a 2000 rpm).
• Partiendo de que la velocidad de la combustión es constante, es necesario ir incrementando el ángulo de avance en relación con el régimen del motor.
• Está formado por una placa giratoria en la parte superior del eje del distribuidor y solidario a él (justo debajo de la pipa).
• En la placa se ubican dos contrapesos articulados en la parte más próxima a la bisagra. Cuando esta gira, los contrapesos se desplazan hacia el exterior por acción de la fuerza centrífuga.
• En la zona interior próxima al eje, disponen de unas uñas que inciden sobre el manguito soporte.

Variador de Avance por Depresión (VAD)

No se puede considerar como constante la velocidad de la combustión, ya que depende de la mezcla (si es rica o pobre).

El VAD está formado por una cápsula de vacío o pulmón, alimentado a través de una tubería flexible, por la depresión existente en el colector de admisión, justo antes de la mariposa de gases. El sistema no actúa en ralentí, al estar la mariposa cerrada. Cuando esta se abre, sí se le transmite el vacío al pulmón.

El desplazamiento de la membrana del pulmón está contrarrestado por un muelle antagonista, que se opone a la fuerza que la depresión ejerce.

A medida que el grado de carga aumenta, al abrirse en mayor medida la mariposa de gases, la depresión disminuye, por lo que la placa porta ruptor gira en el mismo sentido que la leva, reduciéndose el ángulo de avance al encendido.

1.3.8 Cables de Alta Tensión (AT)

Los cables de AT deben cumplir con las siguientes características:

• Gran capacidad de aislamiento, evitando las derivaciones, parciales o totales, a masa.
• Resistencia a la temperatura y a los agentes químicos existentes en la atmósfera en la que trabajan.
• Elevado valor óhmico para evitar interferencias electromagnéticas con los demás elementos eléctricos del vehículo.

1.3.9 Bujías

Son las encargadas de hacer saltar la chispa.

Disponen de un electrodo central, conectado a la pipa. El sentido de la corriente se establece entre el electrodo central y el de masa. Esto se debe a que los electrodos abandonan con más facilidad un conductor caliente que uno frío, y el electrodo central está más caliente que el de masa.

El electrodo central se construye con una aleación de níquel, cromo, manganeso y silicio.

El electrodo central dispone de un recubrimiento cerámico que actúa como aislante, además de proporcionar rigidez al conjunto. Este recubrimiento se introduce también en la cámara de combustión, quedando tan solo sin aislar unos 2-3 mm del electrodo central.

Dispone de una rosca a la que se atornilla la tuerca de conexión a la pipa. A su vez, en su parte exterior, el recubrimiento cerámico dispone de ondulaciones, para evitar fugas de corriente entre la unión roscada de conexión superior y la parte metálica del cuerpo de la bujía.

La bujía también dispone de una parte metálica, a través de la cual se fija mediante rosca a la culata (masa).

En el extremo de la rosca se dispone una junta no extraíble, para garantizar la estanqueidad entre la bujía y su alojamiento.

Grado Térmico

Capacidad de evacuación del calor. La bujía debe trabajar siempre en un margen de temperatura que le permita realizar la autolimpieza, impidiendo que se acumule suciedad y restos de carbonilla sobre los electrodos. También debe evitarse que la bujía se sobrecaliente para prevenir el autoencendido.

El grado térmico de la bujía depende del diseño del fabricante. Cuanto más ancho y largo sea el aislante, mejor evacúa el calor.

Los fabricantes hacen referencia al grado térmico de las mismas, numerándolas en orden creciente o decreciente.

Disposición de los Electrodos

El electrodo proyectado es aquel en el que los dos electrodos sobresalen mucho del cuerpo de la bujía. De esta forma, la combustión parte de un punto más central y disminuye el riesgo de detonación.

Resulta cada vez más habitual la utilización de más de un electrodo de masa. Existen también bujías con resistencia incorporada para evitar las interferencias electromagnéticas.

Distancia Disruptiva

Distancia entre electrodos.

El reglaje de fábrica no tiene por qué coincidir con el que el fabricante del motor ha dispuesto, por lo que debe verificarse.

Aspecto de una Bujía (Diagnóstico)

• Cuanto más oscura esté, mayor será la riqueza de la mezcla; si es blanquecina, la mezcla resulta demasiado pobre.
• Una bujía con depósitos negros indica un defecto grave en la dosificación de la mezcla.
• Si la bujía está engrasada, significa que el motor quema aceite.
• Si se observan pequeños cráteres en el aislante, significa que se produce una detonación.

2.0 Comprobaciones y Mantenimiento

2.1 Comprobaciones Generales

• Medir la tensión en el cable de alimentación de la bobina.
• En la bobina, se comprobará la continuidad de los arrollamientos con la ayuda de un óhmetro. También se comprobará el aislamiento a masa de sus arrollamientos.
• En las bujías se comprobará su aspecto exterior (coloración, posible presencia de cráteres, etc.). También se verificará la distancia disruptiva con unas galgas de espesor, y se respetará su par de apriete.
• En los cables de AT se observará su aspecto exterior y se verificará su continuidad.

2.2 Comprobaciones del Distribuidor

En cuanto al distribuidor, se deben verificar los siguientes puntos:

• Que la tapa no presente indicios de agrietamiento.
• Que la superficie de los contactos no esté muy marcada.
• Que el reglaje de apertura máxima sea el correcto.
• Verificar el buen funcionamiento de los contrapesos de avance centrífugo.
• Mediante una bomba de vacío, comprobar el pulmón del variador de avance por depresión.
• Verificar el correcto giro del cuerpo del distribuidor.
• Comprobar el condensador.
• Verificar el aislamiento a masa del borne de alimentación del ruptor.