SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN...

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

FASCÍCULO DE APRENDIZAJE

CÓDIGO: 89000038

MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO

DEL MOTOR

MECÁNICO AUTOMOTRIZ

MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR

N°123456

Verificar/cambiar cables de bujías

Multitetester automotriz (Ohmímetro)

Desmontar/montar el distribuidorComprobar módulo de control electrónico


Tiempo: 4 horas

Llaves mixtas 10, 11, 12, 13, y 14 mm

Verificar/cambiar bobina de encendido

HOJA:1/1

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOSLlaves mixtas 11, 12, 13, y 14 mm


ORDEN DE EJECUCIÓN

Verificar/cambiar tapa y rotor

Destornilladores plano y estrella / Multitesterdigital automotriz y/o probador de módulos

Destornilladores plano y estrella / Multitester

Poner a punto el sistema de encendido

Hacer mantenimiento al sistema de encendidoDENOMINACIÓN

MECÁNICO AUTOMOTRIZ

Dados exagonales 12, 13 y 14 mm

Lámpara estroboscópica / marcador de

HT:T01

Chispómetro / llaves mixta 7 y 8 mm

MECÁNICO AUTOMOTRIZ 5

MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR HOJA DE OPERACIÓN 01. DESMONTAR / MONTAR EL DISTRIBUIDOR. Antes de desmontar el distribuidor siempre asegurarse que este correctamente sincronizado, o realizar algunas identificaciones previas como: marcaciones o señalizaciones de esa manera nos aseguramos que en el montaje quede correctamente instalado evitando pérdida de tiempo en buscar sus puntos de instalación. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1. Desconectar el terminal negativo de la batería. Por seguridad antes de realizar cualquier trabajo en el vehículo se debe realizar esta operación de esa manera desconectamos la alimentación a todos los consumidores, evitando riesgos de cruces eléctricos. Siempre desconectar el terminal negativo debido que este está conectado con todo el chasis y carrocería del vehículo. (Figura 1)

Figura 1

2. Realizar una marca en la base del distribuidor. Para no tener inconvenientes en la instalación debemos marcar la posición del distribuidor antes de aflojar los pernos de instalación, porque en la base del distribuidor llevan unos “ojos chinos”, que al momento de aflojar los pernos, nos permite girar manualmente el distribuidor en ambos sentidos. Esta operación nos permite ajustar el punto de encendido que más adelante explicaremos en detalle, para no variar el punto se realiza esa marca como se muestra en la Figura 1.1.



Figura 1.1

3. Desmontar el distribuidor. Utilizar de preferencia dados hexagonales dependiendo el tipo del vehículo los más usados son 12 y 13 mm, también se podría utilizar llaves mixtas para aflojar los pernos. El sistema de encendido convencional lleva un mecanismo para variar el avance, que está en función a la carga del motor y se conecta una manguera con el vacío; antes de desmontar el distribuidor asegurarse haberlo desmontado.

Figura 1.2


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR HOJA DE OPERACIÓN 2. COMPROBAR MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO. Para comprobar cualquier módulo de encendido con control electrónico existe un probador de módulos para cualquier tipo, pero esto no significa que no se pueda hacer pruebas con otro instrumento de forma práctica y efectiva; para lograrlo se requiere conocimientos sobre el funcionamiento de los sistemas de encendido electrónico. Para más información, estudie la tecnología que está en esta en este manual. Existen variedades de módulos de encendido dependiendo de la marca, modelo, año, etc. Comprobaremos algunos módulos de encendido con control electrónico, como los de avance mecánico - centrifugo y por vacío, y los que tienen avance con control electrónico (por la ECU). PROCESO DE EJECUCIÓN: 1. Comprobar la alimentación (12 Voltios).

Girar la llave de encendido a la posición ON y comprobar con un multímetro en el terminal B y en el cuerpo del módulo deberá registrar 12V. Esta alimentación viene desde el interruptor de encendido al terminal B del módulo que se muestra en la (Figura 2).

Figura 2

Datos Obtenidos: ……………………................................................................ Conclusiones: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR 2. Comprobar la señal de encendido hacia la bobina. Hacer girar el motor y compruebe la señal de encendido en el terminal C (coil – bobina) esa señal es la que conecta en el negativo de la bobina. Con el multímetro en Hz (Hertz - frecuencia) o con una punta lógica automotriz.

Figura 2.1

El módulo de encendido se puede comprobar directamente, la señal que genera el captador magnético hacia los terminales W y G, puede ser reemplazado simulando esta señal con una pila de 1,5 V haciendo pulsar el positivo de la pila y alimentando al módulo con una batería de 12V en el terminal B+ y negativo en el cuerpo del módulo, comprobar la señal de salida en el terminal C. Observe la Figura 2.1. Valores Obtenidos: Frecuencia:………………HZ. En la punta lógica LED que destella es el color……………….. Conclusiones:…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Comprobar Módulo de Encendido – Inductivo ESA Toyota. El significado ESA Electronic Spark Avance (Avance Electrónico de la Chispa), significa que la computadora controla el avance con ayuda de


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR diferentes sensores instalados en el motor, esta señal de encendido sale del terminal IGT de la ECU hacia el terminal T del módulo, por el terminal C saldrá hacia el terminal – de la bobina, el terminal B recibe la alimentación (12V) desde la chapa de encendido, y el terminal F es una señal de confirmación del encendido que le sirve a la ECU para enviar la señal de inyección de combustible hacia los inyectores.

Figura 2.2

1. Pruebas del módulo de encendido ESA (Avance Electrónico del Encendido)

en el vehículo.

2. Pruebas al módulo ESA de encendido fuera del circuito. Si queremos probar solamente el módulo tenemos que alimentarlo con una batería de 12V al terminal positivo B y el negativo al cuerpo, con un generador de señal digital 5V - 0V al terminal T del módulo y probar las señales con un multímetro en Hz (frecuencia) o una punta lógica comprobar la señal en los terminales C y F respectivamente se puede utilizar un regulador de 5V y hacer pulsar en el terminal T del módulo.

Prueba de alimentación 12V (encendido ON).

Prueba de señal tiempo encendido.

Prueba de señal para la bobina.

Prueba de señal de confirmación.

Terminal B Terminal T Terminal C Terminal F

Valor:………..V

Valor:………..,HZ

Valor:…….,HZ

Valor,,:……..HZ

Punta lógica:……………

Punta lógica:…………..

Punta lógica:………



Figura 2.3

Resultados de la Prueba y conclusiones: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Comprobar Módulo de Encendido Hall con Control de Avance Electrónico en un vehículo Ford. 1. Verificar el esquema eléctrico del sistema de encendido a comprobar.

Estudie el orden de los terminales que para la práctica están enumerados en total 9 terminales.

Figura 2.4


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR 2. Comprobar la señal de encendido hacia la bobina.

Hacer girar el motor y con una punta lógica o probadores LED, compruebe en los terminales (2 y 3) 2 es la señal y 3 la alimentación de IGN.

Figura 2.5

Conclusiones después de la prueba: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. Comprobar la salida de alimentación al sensor Hall. El módulo de encendido se encarga de alimentar al sensor Hall enviando negativo y positivo a través de los terminales 7 y 8 respectivamente

Figura 2.6


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Prueba de Voltaje. Valor obtenido: …………… Conclusiones:………………………………………………………………………….. Prueba de continuidad. Conclusiones:………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4. Simular la señal del sensor Hall en módulo de encendido y comprobar las salidas. Es una prueba directamente al módulo fuera del circuito, alimentamos con una batería positivo al terminal 3 y negativo al 1, con una pila como se ve en la imagen hacer pulsar el negativo en terminal 9.

Figura 2.7 Con una punta lógica o probadores LED comprobar las salidas en el terminal 2 (señal para el negativo de la bobina) y el terminal 6 (señal de confirmación de encendido), hacia la ECU. Compruebe con el probador LED o punta lógica anote sus observaciones: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Nota: Las señales de salida se pueden comprobar también con un multímetro en Hz colocando la punta positiva de prueba a la señal y la punta negativa a una masa. Compruebe con el Multímetro en Hz y anote sus conclusiones finales: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. Prueba con Osciloscopio. Es una prueba más exacta para determinar la forma de la señal gráficamente, se realiza en cualquier línea donde existe una señal pueden ser en los sensores o actuadores. En esta prueba estamos verificando la señal de confirmación del encendido (PIP) y la señal del control electrónico del avance de encendido (SPOUT).

Figura 2.8

Conclusiones de esta prueba: …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR HOJA DE OPERACIÓN 3. VERIFICAR / CAMBIAR CABLES DE BUJÍAS. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1. Verificar los cables de bujías. Inspeccionar visualmente los cables de bujías si no existen daños en el mismo cable o terminales sueltos. Cuando desconecta o conecta el cable ya sea desde la misma bujía o tapa del distribuidor, escuchará y/o sentirá en el tacto un “click” cuando estén bien ajustados.

Figura 3 (Bosch)

2. Verificar cables de bujías con terminales supresivos – TS.

Los resistores están instalados dentro de los terminales, el que va hacia el lado de las bujías mide 5 kΩ y el que va hacia el lado de la tapa 1 kΩ; que sirven para evitar interferencias.

Figura 3.1 (Bosch)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR 3. Verificar cables de bujías con cables supresivos – CS.

Este supresor está instalado dentro del cable, forma parte del mismo y se mide de un extremo hacia al otro el valor en forma general, que no debe ser mayor a 20 kΩ por cada metro de longitud (20 kΩ/m).

Figura 3.2 (Bosch)

Figura 3.3 (Bosch) 4. Procedimiento para quitar y conectar los cables de bujías. Realice estas operaciones para evitar daños en los cables y terminales, siga las instrucciones que muestra e indica la figura.

Valores obtenidos y observaciones: Cable nº 1………………………………………………………. ………………………………………………………………………… Cable nº 2……………………………………………………….. ………………………………………………………………………… Cable nº 3……………………………………………………….. ………………………………………………………………………... Cable nº 4……………………………………………………….. ………………………………………………………………………..



Figura 3.4 (Bosch)

HOJA DE OPERACIÓN 4. VERIFICAR / CAMBIAR BOBINA DE ENCENDIDO. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1. Comprobar la alimentación de la bobina.

La bobina recibe la alimentación de 12V en el terminal positivo o 15 desde en interruptor de encendido, es necesario comprobarlo, para ello hay que girar la llave de encendido en (ON). 2. Comprobar la señal en el terminal negativo o 1 de la bobina de

encendido. En esta prueba y la anterior determinaremos por descarte, el estado de la bobina de encendido. Si existe alimentación y también la señal, y la bobina no genera la alta tensión (chispa), reemplazar la bobina. Nota: En esta prueba tenemos que dar arranque al motor.



Figura 4

Conclusiones de esta prueba: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3. Comprobar la resistencia primaria y secundaria de la bobina de

encendido. Esta prueba en la bobina de encendido nos da la seguridad de determinar el estado correcto de funcionamiento, ya que podría estar generando chispa pero no la suficiente para responder a las diferentes condiciones de funcionamiento del motor, sobre todo con carga. El fabricante determina según las características del sistema de encendido y del motor, el valor de la resistencia primaria y secundaria de la bobina de encendido. En términos generales cuanto menor sea el valor de la resistencia primaria y mayor en el secundario, es una bobina que genera más tensión.



Figura 4.1 (Bosch) Coloque los datos obtenidos en la práctica: Valor del Primario:…………………….Ώ Valor del Secundario:…………………kΏ Conclusiones:………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. HOJA DE OPERACIÒN Nº 5. VERIFICAR / CAMBIAR TAPA Y ROTOR. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1. Verificar desgaste en los terminales de la tapa y rotor. Revisar posibles desgastes en los terminales o postes de la tapa y la punta del rotor. Al producirse la chispa también se generan desgastes, por lo tanto exigirá más a la bobina de encendido para el suministro de más corriente. Bosch recomienda el cambio del conjunto tapa y rotor a los 30 000 km de recorrido.



Figura 5 (Bosch)

Observe estos componentes, concluya y/o recomiende: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. Medir la resistencia en el rotor. En algunos rotores pueden incluir un resistor supresivo para atenuar las interferencias electromagnéticas, para evitar las interferencias en auto radios y otros dispositivos electrónicos a bordo. Los rotores Bosch tienen un resistor con valores desde 1 a 5 kΩ. .

Figura 5.1 (Bosch)

Prueba del resistor (resistencia) Valor obtenido. …………………………………… Conclusiones finales: …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR HOJA DE OPERACIÒN Nº 6. PONER A PUNTO EL SISTEMA DE ENCENDIDO. PROCESO DE EJECUCIÓN. 1. Verificar la marca en la polea del cigüeñal (dámper). Girar y observar que el puntero de la polea del cigüeñal quede apuntando en 0 (0 GRADOS) al estar en esa posición también el pistón tiene que estar en su carrera máxima del PMS (punto muerto superior). En algunos vehículos esta marca lo lleva en la volante, será necesario desmontar la tapa que tiene y alumbrar con una linterna para visualizarla.

Figura 6 2. Verificar la posición del rotor. Girar el cigüeñal hasta que el rotor apunte al terminal Nº 1 de tapa o cable de la bujía.

Figura 6.1 3. Encender el motor hasta que alcance la temperatura de trabajo. Es necesario que el motor tome la temperatura de trabajo, en últimos de los casos observe el indicador de temperatura en el tablero de instrumentos. Si el


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR motor ya alcanzó su temperatura de trabajo, entonces ya está en mínimo y estará listo para poner a punto con la lámpara estroboscópica. 4. Puesta a punto con la lámpara estroboscópica. Como el motor está girando, no es posible observar la marca en la polea del cigüeñal, entonces es necesario comprobarlo una lámpara estroboscópica. Todos los vehículos tienen de fábrica sus grados de avance para el encendido, estos grados varían desde 5 a 15 grados, según el tipo de vehículo. Si desconocemos la información sobre los grados de avance, podemos hacer lo siguiente: • Si tiene avance por vacío desconectar el vacío. • Si tiene avance electrónico (ESA) se tiene que hacer unos puentes o alguna

conexión que el fabricante especifica en el manual. En ambos de los casos sirve para cortar el avance, entonces en la polea el puntero estará en 0 grados.

Figura 6.2 Conclusiones de esta tarea: …………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR TECNOLOGÍA. I. FUNDAMENTOS DEL 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-combustible (gasolina o gas) que se encuentra en el interior del cilindro. Esta inflamación la realiza por medio de una chispa que el sistema hace saltar entre los electrodos de las bujías. Actualmente, gracias a la aplicación de la electrónica, los sistemas de encendido ofrecen mejores prestaciones. 1.1. Introducción. 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. Dicha reacción química da como resultado la generación de CO2 (dióxido de carbono), vapor de agua, y otros gases residuales, así como la liberación de energía térmica que produce la expansión de los gases resultantes. Para iniciar la reacción necesitamos aportar energía a una parte de la mezcla inicial, de tal modo que se inicie la reacción en un punto de la cámara de combustión (electrodos de la bujía). La energía liberada por la reacción producida en ese punto servirá para incendiar el gas próximo a ese punto, provocando así la propagación de la llama que implicará la combustión de todo el gas de la cámara de combustión. La energía inicial necesaria para el inicio de la combustión la aportamos en forma de salto de chispa entre los electrodos de la bujía. Dicho salto de chispa consiste en hacer conducir un material (aire + gasolina) que es en principio un aislante. Por tanto, para lograr el salto de un electrón entre los electrodos de una bujía es necesario aplicarle una tensión de varios miles de voltios para arrancarle electrones a la mezcla (ionizarla) y que así se produzca una corriente eléctrica entre los dos electrodos con el fin de calentar la mezcla hasta una cierta temperatura y durante un tiempo suficiente para iniciar una explosión. Por ello, la baja tensión de la batería (12 V) necesita ser transformada en alta tensión. Esta función la realiza una bobina En la imagen que se muestra el principio de funcionamiento de un motor Otto (por chispa), donde una vez comprimida la mezcla aire combustible saltará la


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR chispa en la bujía unos grados antes que el pistón llegue a su carrera de PMS (tiempo de explosión).

Figura 1

1.2. Elementos principales de un motor de gasolina. Los tres elementos principales de un motor de gasolina son: una buena mezcla de aire-combustible, una buena compresión y una buena chispa. El sistema de encendido genera una potente chispa gracias a una regulación del encendido adecuada para encender la mezcla de aire-combustible. Potentes chispas. En el sistema de encendido, las chispas se generan entre los electrodos de las bujías para quemar la mezcla aire-combustible. Debido a que incluso el aire tiene resistencia eléctrica cuando está altamente comprimido, se deben generar miles de voltios para asegurar que se generan chispas potentes para encender la mezcla de aire-combustible. Regulación del encendido adecuada. El sistema de encendido debe proporcionar una regulación del encendido adecuada a cada momento para ajustarse a los cambios en la velocidad del motor y en la carga. Durabilidad suficiente. El sistema de encendido debe ser lo suficientemente fiable para soportar las vibraciones y el calor que el motor genera.



Figura 2

Función del Sistema de Encendido. Los sistemas de encendido tienen por función generar un arco eléctrico en los electrodos de una bujía para iniciar la combustión de una mezcla aspirada por los pistones dentro de los cilindros del motor. Es de suma importancia que esta chispa ocurra con la calidad adecuada y en el momento preciso.

Figura 3 En los motores a gasolina, la mezcla se inflama por capas concéntricas, no es inmediata, siendo necesario contar con mecanismos de avance de encendido que tienen en cuenta la duración de la combustión. La chispa debe ocurrir antes de que el pistón alcance el punto muerto superior para que la fuerza de la


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR expansión de los gases sea máxima cuando el pistón ya haya pasado el PMS justo cuando la biela y el puño de biela del cigüeñal estén en 90º. El avance de encendido óptimo depende de varios factores: la velocidad de rotación del motor, el combustible, la temperatura del motor y del aire ambiental, las bujías, el estado del motor, el llenado de los cilindros, la riqueza de la mezcla, la compresión, etc. El encendido realiza sustancialmente las cuatro funciones siguientes: • Ruptura del circuito primario de carga de la bobina y el consecuente salto de

la chispa en la bujía. • Cálculo del avance de encendido en función del régimen y la carga. • Elaboración de la energía de alta tensión. • Distribución de la alta tensión a las bujías de encendido. A estas cuatro funciones se les agregan otras como por ejemplo: • Detección del picado y modificación del avance de encendido. • Correcciones en función de la temperatura. • Limitaciones del régimen del motor, etc.

Todas ellas y más se pueden realizar con medios mecánicos o mediante sistemas electrónicos. TIPOS DEL SISTEMA DE ENCENDIDO. Según Bosch los clasifican de la siguiente manera: • Encendido convencional (SZ). Es el sistema de encendido más antiguo es el que utiliza platino y condensador, por ser de tipo mecánico, se producen muchas deficiencias, en comparación con los sistemas modernos (DIS). Por ejemplo: desgastes de los platinos y regulaciones periódicas para evitar los fallos.



Figura 4

• Encendido transistorizado con platino (TSZ-K). Este sistema de encendido utiliza un transistor, por ese lado el encendido es más potente, pero con la desventaja que sigue utilizando todavía los platinos que con frecuencia sufren desgaste.

Figura 5

• Encendido transistorizado sin platino con generador de impulso de tipo

inductivo (TZ-I). En este tipo, el transistor controla la corriente principal para que fluya de forma intermitente de acuerdo con las señales eléctricas que el generador de señales o de impulsos emite. El adelanto del tiempo se controla mecánicamente de la misma forma que en el sistema de tipo contactos del disyuntor. Pero también existe el tipo inductivo con el adelanto del tiempo electrónico (ESA en Toyota)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR donde la ECU controla dependiendo las condiciones de funcionamiento del motor.

Figura 6

• Encendido transistorizado sin platino con generador de impulso de

efecto hall (TZ-H) El sensor Hall está integrado en el distribuidor, su barrera magnética está montada sobre la placa soporte móvil. El C.I. Hall se encuentra sobre un soporte cerámico; el circuito y una de sus piezas conductoras están rodeados de plástico fundido, como medida de protección contra la humedad, la suciedad y daños de orden mecánico. Las piezas conductoras y el rotor de pantallas son de material magnético dulce. El número de pantallas es igual al número de cilindros. El ancho de cada pantalla puede determinar, según el módulo electrónico utilizado, el ángulo de cierre máximo de este sistema de encendido. Por ello, el ángulo de cierre permanece prácticamente constante durante toda la vida útil del sensor Hall; por tanto, no es necesario ya un ajuste del ángulo de encendido.

Figura 7

• Encendido por descarga de condensador HKZ (Bosch) Este sistema llamado también "encendido por tiristor" funciona de una manera distinta a todos los sistemas de encendido (encendido por bobina) tratados


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR hasta aquí. Su funcionamiento se basa en cargar un condensador con energía eléctrica para luego descargarlo provocando en este momento la alta tensión que hace saltar la chispa en las bujías.

Figura 8

• Encendido electrónico integral con distribución mecánica del encendido (EZ).

Algunas características de este sistema: - El encendido es contralado por la ECU, no utiliza módulo externo. - Determinación de la posición del cigüeñal mediante sensores. - El distribuidor de encendido está dispuesto como repartidor de alta tensión.

Figura 9

• Encendido totalmente electrónico con distribución estática del encendido (DIS) VZ.

Se le conoce de "chispa perdida" debido a que salta la chispa en dos cilindros a la vez, por ejemplo, en un motor de 4 cilindros saltaría la chispa en el cilindro nº 1 y 4 a la vez, o nº 2 y 3 a la vez, solo una de las chispas será aprovechada


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR para provocar la combustión de la mezcla, y será la que coincide con el cilindro que está en la carrera de final de "compresión", mientras que la otra chispa no se aprovecha debido a que se produce en el cilindro que se encuentra en la carrera de final de "escape".

Figura 10

• Encendido totalmente electrónico con una bobina por cilindro (COP). Este sistema de encendido la ECU controla el encendido de manera independiente a cada bobina de encendido, por tal motivo la chispa en la bujía se origina secuencialmente; es decir según el orden de encendido del motor. Existen bobinas: • 2 terminales no incorporan el transistor de potencia ya que la tiene en la

ECU. • 3 Terminales con transistor de potencia incorporado en la bobina. • 4 Terminales con transistor de potencia incorporado y una señal de

confirmación del encendido (IGF - Toyota), en el caso que no se origine la chispa por fallo en el encendido, no se produzca la inyección de combustible en vano.

Figura 11


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR • Sistema de encendido óptico. El Sensor Óptico es también un sensor de giro, que es importante por partida doble, porque en realidad se trata de dos sensores: el primero, informa a cerca del ángulo del cigüeñal o posición del pistón, y el segundo informa a cerca de las RPM. Estas dos señales son digitales, que se envían a la ECU. El corazón del Sensor Óptico es un par de diodos emisores de luz, más conocido como LEDS y dos Fotodiodos. Cuando activamos la chapa de contacto (ON) estos LEDS alumbran hacia un disco con ventanas que va a ser girado por el eje del distribuidor, cada vez que una ranura entre un LED y un Fotodiodo, la luz emitida por el LED alcanza al fotodiodo a través de la ranura. Y el sensor es activado en ON (5 Voltios) y cuando la luz emitida por el LED no alcanza al fotodiodo, el sensor se desactiva en OFF (0 voltios).

Figura 12

COMPONENTES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO. • Batería. Llamado también acumulador de energía es muy importante ya que depende de ella para alimentar a todos los circuitos eléctricos que tiene un vehículo, principalmente en arranque y sistema de encendido; en este último los 12 Voltios de la batería serán convertidos a más de 20 000 Voltios. La batería tiene un determinado número de celdas, unidas por medio de barras metálicas, cada celda acumula alrededor de 2,1 voltios, las baterías para automóviles tienen 6 celdas, que unidas dan un total de 12 voltios.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Cada celda, consta de dos juegos de placas, o electrodos inmersos en una solución de agua y ácido sulfúrico llamado electrolito. Un juego de placas esta hecho de peróxido de plomo y el otro, de plomo poroso. Al funcionar la celda, el ácido reacciona y convierte la energía química en energía eléctrica. En las placas de peróxido de plomo se genera carga positiva (+) y en las de plomo poroso carga negativa (-). La corriente eléctrica, que se mide en amperios circula por el sistema eléctrico desde un terminal de la batería hasta el otro, activando el electrolito.

Figura 13 • Interruptor de encendido. Llamado también chapa de encendido lo ubicamos dentro de la cabina del conductor, al colocar la llave girando en sentido horario cambiamos de posición la corriente la primera posición es para alimentar a todos los accesorios que pueda tener el vehículo, la segunda para alimentar a todo el encendido, por ejemplo: bobina de encendido platino y condensador en los sistemas convencionales, o módulos de encendido en los tipos electrónicos y algunos sensores que intervienen en el sistema de encendido.

Figura 14


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR • Resistencia previa (resistor). A partir del encendido transistorizado los elementos electrónicos ya no necesitan las intensidades que se usaban antes. Hay que reducir la intensidad que circula y para ellos se usan resistencias. Es una resistencia externa que se instala en serie con la bobina de encendido hacia el positivo (+ o terminal 15). Por lo tanto, si queremos reducir la intensidad pero sin variar el voltaje basta con aumentar la resistencia en el circuito. (Ley de Ohm).

Figura 15 • Bobina de encendido. Es el elemento encargado de elevar la baja tensión de la batería y transformarla en alta tensión en el circuito de las bujías. Básicamente, está constituida por un núcleo magnético alrededor del cual existen dos arrollamientos denominados secundario y primario. En las bobinas modernas, el arrollamiento primario está arrollado sobre el secundario, con lo cual se consigue una mayor resistencia mecánica en el conjunto así como una mayor disipación del calor. El primario va conectado al circuito de baja tensión (tensión de batería) y está formado por un hilo grueso de cobre (0,5 a 0,8 mm de diámetro) y unas pocas espiras (entre 200 y 300 aproximadamente). Los bornes exteriores se suelen denominar 15 y 1, + y –, respectivamente según el fabricante. El secundario va conectado por uno de sus extremos al primario y por el otro al circuito de alta tensión que se cierra a través de las bujías (normalmente este último borne viene señalado con el número 4). Este arrollamiento es de hilo de cobre muy fino (0,06 a 0,08 mm de diámetro) y presenta muchas espiras (de 20.000 a 30.000). Ambos arrollamientos están aislados entre sí por papel y bañados en resina epoxi o en asfalto, para dar rigidez al conjunto frente a las vibraciones. También hay bobinas rellenas en aceite de alta rigidez dieléctrica que sirve de aislante y refrigerante.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR La bobina basa su funcionamiento en los fenómenos de inducción electromagnética.

Figura 16

• Distribuidor. Recibe movimiento giratorio del árbol de levas y su función es repartir a cada una de las bujías la chispa de alta tensión con ayuda de unos cables en el orden y momento preciso, esta alta tensión como ya antes mencionado generado por la bobina. Los componentes del distribuidor son: el ruptor (platinos), la leva, el condensador y el rotor.

Figura 17


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR • Ruptor (los platinos). Es un interruptor accionado por una leva a través de un patín de fibra que desliza sobre la misma. Este interruptor se encarga de abrir y cerrar el circuito primario de la bobina de encendido al ritmo del número de revoluciones del motor. Los contactos del ruptor, uno fijo llamado yunque y otro móvil llamado martillo, son de acero al tungsteno de elevado punto de fusión.

Figura 18

Funcionamiento del ruptor en combinación con la bobina.

• Contactos cerrados: Al cerrarse los contactos del ruptor, y con la llave de contacto accionada, el circuito primario se conecta a masa. Con ello, se inicia un campo magnético en función de la tensión de la batería y la resistencia del primario.

Figura 19

Cuando una bobina se conecta a voltaje de forma instantánea, la intensidad que pasa por ella, y por tanto el campo magnético generado por la misma, no se produce de forma instantánea sino que, debido a su autoinducción, la


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR intensidad va creciendo progresivamente hasta alcanzar un valor máximo conocido como corriente de reposo.

Figura 20

El ángulo de cierre de contactos debe ser suficientemente amplio para asegurar que a cualquier régimen de giro la bobina tenga tiempo suficiente para cargarse completamente. • Contactos abiertos: Una vez que se forma el campo magnético, la leva del

distribuidor sigue girando y se abren los contactos. La corriente del primario se interrumpe y con ello se disipa rápidamente el campo magnético. Según la ley de inducción, sabemos que las tensiones inducidas en el primario y en el secundario de la bobina son proporcionales al campo magnético inductor, al número de espiras y a la rapidez de la variación de campo.

La tensión del primario alcanza así varios cientos de voltios. Esta tensión inducida en el primario se traduce en otra en el secundario que alcanzaría valores de 30 kV aproximadamente como tensión disponible (régimen en vacío sin bujía que produzca consumo al secundario)

Figura 21


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR La relación de tensiones entre el primario y el secundario viene dada por la relación entre el número de espiras de ambos arrollamientos. Intercalando entre el circuito secundario y masa un elemento consumidor (bujía), se produce el salto de chispa entre sus electrodos. A la tensión necesaria para que esto ocurra se le llama tensión de encendido. La diferencia entre la tensión disponible y la tensión de encendido se denomina tensión de reserva.

Figura 22

Tapa y Rotor. Cuando el rotor gira dentro de la tapa del distribuidor y distribuye la alta tensión, la corriente salta entre la punta del rotor y el terminal de la tapa. Este “salto” de chispa provoca desgaste del material de la punta del rotor y de los terminales de la tapa. Mientras más grande sea la distancia entre los dos puntos, más grande será la necesidad de alta tensión, calentando la bobina. La tapa y rotor se recomienda cambiarlos a lo máximo cada 30.000 km. En los rotores existe un resistor supresivo (conocido por resistencia), que tiene la función de atenuar las interferencias electromagnéticas producidas por la chispa. Estas interferencias pueden “interferir” en el funcionamiento de la radio (ruido), inyección y otros componentes electrónicos del vehículo. La resistencia debe ser probada, y si estuviera diferente de lo recomendado, el rotor tendrá que ser reemplazado, caso contrario podrá influir en la potencia del encendido. Este valor puede variar desde 1 a 6 kΏ.



Figura 23

Mecanismos de avance. La chispa de encendido debe saltar con cierta antelación con respecto al PMS para que la presión de combustión alcance su valor máximo, poco después de que el pistón inicie la carrera descendente una vez superado dicho PMS. Este punto óptimo depende de las características constructivas del motor (tamaño de biela, diámetro del pistón, tamaño de la muñequilla del cigüeñal, etc.). Desde que salta la chispa hasta que se alcanza la presión máxima de combustión, transcurre un tiempo debido a la velocidad de la propagación de la llama y el tiempo que tarda en producirse la expansión de los gases debida a la reacción química producida por el incendio de la mezcla. Este tiempo varía en función de la forma de la cámara de combustión, temperatura de la mezcla, riqueza de la misma y presión en el interior de dicha cámara (tanto la debida a la cantidad de aire que entra en el motor, carga, como a la relación de compresión). El ángulo recorrido por el motor desde que se produce el salto de chispa hasta que se produce el punto de encendido varía en función de la velocidad de giro del mismo, por lo que necesitaremos avanzar el encendido a medida que aumentan las revoluciones. Existen los 2 tipos de avance en un encendido convencional: • Avance centrífugo. Varía el punto de encendido en función del número de revoluciones del motor. • Avance por vacío. Varía el punto de encendido en función de la carga del motor.



Figura 24

Los valores de avance en el encendido oscilan entre 0 y 25° aproximadamente según las características del motor (cilindrada, grado de compresión, normas anti polución, etc.). Avance centrífugo. Está formado por dos pesos centrífugos (1) que se apoyan sobre la placa del eje (2), la cual gira con el eje del distribuidor (3). Al aumentar el régimen, los pesos se desplazan hacia el exterior y hacen girar a la pieza de arrastre (4) por la trayectoria de rodadura (5) en el mismo sentido de giro que el eje del distribuidor. Esto acarrea un giro en la leva de encendido (6), también en el mismo sentido que el del distribuidor, por lo que el punto de encendido se adelanta un ángulo (α).

Figura 25

Avance por vacío. El vacío en el interior del colector de admisión está provocado por la diferencia entre la cantidad de aire que sería capaz de aspirar el motor en las


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR revoluciones en las cuales está trabajando y la cantidad de aire que realmente aspira debido al estrangulamiento que produce la válvula de mariposa. De este modo, una depresión elevada en el colector de admisión implica un alto estrangulamiento de la mariposa y por tanto una baja cantidad de aire por embolada. La ausencia de depresión en el colector de admisión implica que el motor no es capaz de aspirar más aire que el que se le está suministrando, lo que indica que la mariposa no está estrangulando el motor y, por tanto, el motor está aspirando una gran cantidad de aire por embolada. Así este mecanismo funciona por el vacío que hay en el colector de admisión (1) cerca de la mariposa (2). Cuanto mayor sea el vacío en el colector de admisión menos aire por embolada estará aspirando el motor y por tanto la presión de compresión será menor, por lo que necesitaremos un encendido más adelantado debido a la menor velocidad de propagación de la llama y a la velocidad de la reacción de explosión. En caso de desaparecer la depresión, tendremos una mayor cantidad de aire por embolada, por lo que necesitaremos atrasar el encendido para compensar los aumentos de velocidad. El vacío puede actuar sobre una o sobre dos cápsulas –una de avance (3) y otra de retardo (4) ya que este sistema, aparte de la regulación de avance propiamente dicha, se ve perfeccionado en algunos casos con una regulación en retardo con el fin de mejorar los gases de escape.

Figura 26

• Funcionamiento en avance. En este caso, la depresión se toma justo antes de la mariposa (conducto 5) de tal modo que no haya depresión si la mariposa está totalmente cerrada.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Si la mariposa está abierta y si disminuye la carga del motor, aumenta la depresión en la cápsula de avance, por lo que se produce un movimiento de la membrana de avance (6) hacia la derecha comprimiendo el muelle (7). Con dicha membrana se desplaza el brazo de avance (8), lo que supone un giro en el plato porta ruptor (9) en sentido contrario al eje del distribuidor con lo cual se adelanta el punto de encendido. Cuando la mariposa está totalmente cerrada, el conducto (5) comunica la cápsula (3) con la presión atmosférica (no hay depresión), por lo que el dispositivo de avance pasa a una posición retardada independientemente del vacío de admisión. Esto se realiza para que, en la posición de ralentí, si el vacío es alto (baja carga del motor), al motor le corresponda un encendido más adelantado del que realmente tiene, provocando la consiguiente pérdida de potencia. En la misma posición, si el vacío es bajo (carga del motor alta), el encendido que tiene el motor es más aproximado al que le corresponde, por lo que conseguimos un mayor rendimiento del mismo. Así se controla automáticamente el punto de encendido en función de la carga del motor, en régimen de ralentí, lo que provoca un ralentí más estable. • Funcionamiento en retardo. La depresión se toma debajo de la mariposa (conducto 10) de tal modo que sólo lo haga en determinadas condiciones de funcionamiento del motor (ralentí, cuando se efectúan retenciones). Esta depresión actúa en la cápsula de retardo y hace que la membrana de retardo anular (11) se desplace, junto con el brazo de avance, hacia la izquierda comprimiendo el muelle (12). Así el plato porta ruptor se desplaza en el sentido de giro del eje distribuidor con lo que se atrasa el punto de encendido. El sistema de regulación en retardo es independiente del de avance. En caso de igualdad de vacío en ambas cámaras, hay una acción preponderante de la regulación de avance. Se representa la curva de un avance por vacío.

Figura 27


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Nota: Como mencionamos anteriormente hoy en día los sistemas de encendido cuentan con avances electrónicos, por consiguiente; se anulan estos dispositivos de avances (mecánicos y por vacío). La ECU con la información de los sensores en el motor puede controlar el avance de encendido. Bujías de Encendido. Las bujías de encendido forman parte también del sistema de encendido van montadas sobre la culata con sus electrodos dentro de la cámara de combustión del motor y su función es inflamar la mezcla aire-gasolina, que se encuentra sometida a presión en dicha cámara, mediante chispas eléctricas que saltan entre sus electrodos. Dada la función que desempeña, es muy importante que su funcionamiento sea correcto para conseguir un rendimiento óptimo en el motor. Construcción de una bujía. Como se aprecia en la figura está formada por un electrodo central (1), compuesto generalmente por un núcleo de cobre con una aleación de níquel. Una gran cantidad de calor se disipa a través de este elemento, por lo que debe ser resistente al desgaste por quemadura. En casos de altas solicitaciones térmicas, se fabrican de plata o de platino o de aleaciones de este último. El núcleo sobresale por la parte inferior de la bujía y se une por su parte alta a través de vidrio fundido (2) (conductor de electricidad) a un perno de conexión de acero (3). Este perno termina en su parte superior con una tuerca de conexión (4) a la que se une el cable de alta tensión. Además de la función conductora, el vidrio realiza el anclaje mecánico de las piezas y garantiza la estanqueidad frente a los gases procedentes de la combustión. Un aislador (5) rodea al electrodo central y al perno de conexión; su función es incomunicar a los mismos con respecto al cuerpo (6). El aislador requiere unas características muy especiales, como son resistencia mecánica, dureza, alta rigidez dieléctrica y buena conductibilidad térmica. Se fabrica de óxido de aluminio (Al2O3) con aditivos de sustancias vidriosas formando así un cuerpo cerámico. En su parte superior, lleva talladas unas nervaduras (7) que hacen de barreras a la corriente de fuga, mientras que por su parte inferior (8), llamada pie del aislador, envuelve al electrodo central con una determinada longitud y espesor en función de las cuales las bujías tendrán unas características u otras (en


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR concreto, el grado térmico). Entre el cuerpo y el aislador se forma el espacio respiratorio (9). El cuerpo fija la bujía a la culata. Es de acero niquelado con una zona roscada en la parte inferior para su acoplamiento a la culata y un fresado hexagonal en su parte superior para aplicar la llave de bujía. El aislador queda unido al cuerpo en una zona (10), llamada de contracción térmica, a la que se le aplica calentamiento inductivo a alta presión. Se interponen dos juntas (11 y 12) entre el cuerpo y el aislador, que hacen hermético el interior de la bujía al paso de los gases de la cámara de combustión. El electrodo de masa (13) está soldado al cuerpo y suele tener una sección rectangular, Al igual que el electrodo central, el electrodo de masa está sometido a altas temperaturas y a fuertes presiones, por lo que los materiales de fabricación suelen ser los mismos. La separación entre ambos electrodos constituye la denominada distancia disruptiva (distancia entre la que salta la chispa). Una junta arandela metálica (14), colocada entre la rosca y el asiento con la culata, forma una unión estanca de la bujía con la cámara de combustión.

Figura 28


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR II. EL ÁNGULO DWELL. La forma de la leva es la de un polígono regular: cuadrada (para motor de 4 cilindros), hexagonal (para 6 cilindros), octogonal (para 8 cilindros), etc. con sus vértices redondeados, los cuales según la forma de su vértice, determina el ángulo de apertura y cierre de los contactos del ruptor. Como en cada revolución de leva (360º de giro) tiene que abrir y cerrar los contactos del ruptor tantas veces como cilindros tenga el motor, el número de vértices de la leva estará en función del número de cilindros, lo cual determina el ángulo disponible, durante el cual se debe efectuarse un ciclo de funcionamiento de la bobina. Es el resultado de dividir 360º entre el número de cilindros del motor. Para un motor de 4 cilindros tenemos un ángulo disponible de 90º, este ángulo a su vez se divide en dos ángulos:

• El ángulo de cierre: es el determinado por el cierre de los contactos del

ruptor. El ángulo de cierre de la leva (dwell) se refiere al ángulo de rotación del eje distribuidor (leva) entre el momento en que los platinos están cerrados mediante el resorte del brazo de los platinos y el momento en que se abren mediante el siguiente lóbulo de la leva.

• El ángulo de apertura: es el determinado por la apertura de los contactos

del ruptor.

Figura 2.1

Ambos ángulos están íntimamente ligados en el funcionamiento del circuito de encendido, ya que durante el tiempo de cierre la corriente primaria está excitando el núcleo de la bobina para crear el campo magnético inductor; por lo


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR tanto cuanto mayor es el tiempo de cierre, mayor será la tensión que se induce en el secundario de la bobina por lo tanto mayor será la alta tensión que se genera. Por otra parte, al ser menor el tiempo de apertura, la variación de flujo es más rápida y, por tanto, también la alta tensión generada en el secundario. No obstante, estos ángulos guardan cierta relación en sus límites máximos, ya que, si un ángulo de cierre es demasiado grande, el ángulo de apertura puede no ser suficiente (teniendo en cuenta el número de revoluciones del motor), para dar tiempo a que salte la chispa entre los electrodos de la bujía. Los valores de estos ángulos, en función del número de cilindros y forma de la leva, suelen estar comprendidos en estos valores aproximados:

Figura 2.2

III. SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN DE BUJÍAS. 3.1. SELECCIÓN.

Los fabricantes de bujía de encendido trabajan en conjunto con los fabricantes de vehículos, para desarrollar las bujías de encendido adecuadas a los diversos tipos de motores, garantizando un excelente rendimiento y durabilidad bajo condiciones operacionales diversas, proporcionan ahorro de combustible, reducen las emisiones de gases contaminantes, protegen el motor y el catalizador y dan una elevada seguridad a la combustión. Debido al constante desarrollo de técnicas innovadoras en los vehículos, los fabricantes deben ofrecer bujías de alta calidad, con tecnología de última generación.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR La mejor selección para elegir la bujía idónea para el motor, es consultando las tablas de cada fabricante del vehículo, dependerá del tipo del motor, sistema de encendido, tipo de combustible (gas o gasolina) etc.

Figura 3 (Bosch)

Los electrodos redondeados hacen que la descarga sea más difícil, mientras que los electrodos cuadrados o puntiagudos facilitan la descarga. Con la utilización, los electrodos se vuelven redondeados y dificultan la descarga de las chispas a la bujía. Por ello, las bujías deben sustituirse con regularidad. Resulta más fácil la descarga de chispas para una bujía con electrodos finos y puntiagudos. No obstante, estos electrodos se desgastan más rápidamente y acortan la vida útil de la bujía. Es el motivo por el que algunas bujías disponen de electrodos soldados con platino o iridio, materiales resistentes al desgaste. Se denominan generalmente bujías con punta de platino o con punta de iridio. 3.1.1. Desgaste entre electrodos de la bujía y voltaje requerido. A medida que se desgasta la bujía y que se amplía la distancia entre sus electrodos, es posible que se den fallos en el encendido del motor. A medida que aumenta la distancia entre el electrodo central y el electrodo de toma de tierra, se dificulta el salto de la chispa entre los electrodos. Por ello, se necesitará un voltaje superior para generar una chispa. Por este motivo, se debe ajustar la distancia o sustituir las bujías a intervalos regulares. 3.1.2. Intervalos de sustitución de las bujías. Tipo convencional: entre cada 10.000 a 60.000 km. Tipo con punta de platino o iridio: entre cada 100.000 a 240.000 km Los intervalos de sustitución pueden


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR variar de un modelo de vehículo a otro, según las especificaciones del motor o el país de utilización.

Figura 3.1 (Toyota)

Observación. Si el voltaje requerido se puede proporcionar a pesar de una amplia distancia, la bujía podrá producir una chispa fuerte y facilitar el encendido. Por este motivo, existe en el mercado bujías con distancia tan amplia como 1,3mm. Las bujías con punta de platino y con punta de iridio no necesitan que se ajuste precisamente porque no se desgastan (solamente es necesaria su sustitución). 3.1.3. Puntos que considerar en la selección de la bujía. • Rango de calor. La cantidad de calor irradiada por una bujía varía en función de la forma y del material de la bujía. La cantidad de calor irradiado se denomina rango de calor. Una bujía que irradia más calor se denomina de tipo frío porque la conexión en sí se mantiene fría. Una bujía que irradia menos calor se denomina de tipo caliente, porque su calor se retiene. Los códigos difieren un poco en función del fabricante. Por lo general, cuanto más alto sea el número del rango de calor, más fría es la conexión de la bujía porque irradia bien el calor, cuanto más pequeño sea el número, más caliente


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR será la conexión de la bujía porque no irradia con facilidad el calor. En las bujías de marca Bosch es lo contrario. Otra manera de definir el rango de calor es observando la longitud del aislador en el electrodo central el de mayor longitud es más cliente debido a que concentra más calor y la disipación será lenta, cosa contraria en la bujía fría.

Figura 3.2

• Temperatura de autolimpieza. El rendimiento de las bujías es óptimo cuando la temperatura mínima del electrodo central alcanza una temperatura de 450 °C y una máxima de 850 °C previa al encendido. Si la bujía trabaja por debajo de 450 ºC se ensuciaría rápidamente ocasionando fallos en el encendido. Si la bujía estaría por encima de los 850 ºC se fundirían los electrodos, ocasionando el pre encendido.

Figura 3.3


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR • Características de las bujías. Bujías con resistencia incorporada. Además del electrodo central de cobre embutido, esta bujía posee una resistencia de aproximadamente 5 KW insertada en su parte central. Estas bujías en su codificación llevan la letra “R”. Este tipo de bujía, además de atenuar la interferencia, prolonga la vida útil de los electrodos, debido a la reducción del pico de la descarga capacitiva. Bujía de centro de cobre. El electrodo central de cobre tiene dos ventajas fundamentales, estas son: Aumenta la capacidad de anti carbonización de la bujía en un 10%. Mejora la propiedad anti-pre encendido en un 12%.

Figura 3.4

Bujías con el electrodo en forma de “V”. Están diseñadas para mejorar el encendido y reducir la contaminación. Estas pueden ser de dos maneras: Con un surco en el electrodo central cortado en forma de “V” paralelo al electrodo de tierra (NGK), o también que el electrodo de tierra tenga en su punta forma de “V” (SPLIT FIRE). Estos de tipos de bujía mejoran el encendido porque le chispa se produce en los dos bordes del electrodo y crece rápidamente, mejorando la capacidad de encendido, mejoras en el arranque y aceleraciones, un mínimo estable y una mejor economía de combustible.



Figura 3.5

Bujías especiales: Bujías Multi electrodos. Algunos diseños de la cámara de combustión requieren que las bujías de chispa tengan el electrodo de tierra colocado al lado del electrodo central, a diferencia de que este arriba como es una bujía tradicional. Este diseño tiende a desgastar la extremidad del electrodo de tierra más rápidamente que una bujía tradicional. El desgaste en estos puntos crea una distancia más grande entre el centro y los electrodos de la tierra que causan falla al motor. Así teniendo más electrodos de tierra usted amplía la vida de la bujía

Figura 3.6

Bujía de platino. El platino es un metal precioso usado por en la fabricación de bujías de encendido para más larga vida de funcionamiento. Esto es debido al alto punto de fusión del Platino. En las bujías es más efectivo una punta fina como en el caso de la bbujías de platino que se enlazan en el punto de chispa en el electrodo del centro y posiblemente al electrodo de tierra también, solamente así no habrá desgaste tan rápidamente como en una bujía tradicional. Bujías de Iridio. Es un metal precioso que es 6 veces más duro y 8 veces más resistente al desgaste que el platino. Este metal tiene el punto de fusión 1.200 ºF más alto que el platino por lo que es más duro y también conduce la electricidad mejor. Esto hace posible crear un electrodo central más fino y eficiente que cualquier otro. Fuerza, dureza y alto punto de fusión son las principales


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR características del iridio para permitir fabricar un ultra-fino electrodo central de tan solo 0.7mm. Son las bujías más finas del mercado y con mayor duración.

Figura 3.7

Bujías de Competencias. Bujía Gold Paladium. Construida con un electrodo central extremadamente fino, elaborado con una aleación de oro/paladio, requiriendo menor voltaje para el salto de la chipa en relación a las bujías tradicionales. Bujía de descarga superficial. Esta bujía descarga la carga eléctrica directamente sobre la cabeza del pistón. Para su utilización se requiere una bobina de muy alto poder.

Figura 3.8 a. Calibración de la Bujía. La distancia entre el electrodo masa y el electrodo central es fundamental para la producción eficaz de la chispa y perfecta combustión. En las bujías esta distancia ya viene ajustada, sin embargo el mecánico debe verificar si ella está de acuerdo con las especificaciones del fabricante del vehículo y hacer la regulación si es necesario. Para eso debe ser utilizada una herramienta específica, como el calibrador de bujías.



Figura 3.9 (Bosch) i. Pasos para la calibración de la bujía: Medir la distancia entre los electrodos con el calibrador.

Figura 3.10 (Bosch)

Ajustar la distancia si es mayor que la recomendada.

Figura 3.11 (Bosch)

Si es necesario, aumentar la distancia entre los electrodos.

Figura 3.12 (Bosch)

Observe en la tabla de aplicación de la bujía, la distancia entre electrodos correspondiente a cada tipo de bujía.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR IV. CABLES DE ALTA TENSIÓN. Poseen dos características importantes: (Bosch) Aislamiento. Conducir la alta tensión producida por la bobina hasta las bujías de encendido, sin permitir fugas de corriente, garantizando que ocurra una combustión sin fallas. Supresión de interferencias. Con la misma finalidad del resistor del rotor, los cables de encendido también poseen la característica de eliminar interferencias electromagnéticas, producidas por la alta tensión (chispa). Esas interferencias pueden perjudicar el funcionamiento de los componentes electrónicos del vehículo, como: radio, unidad de comando de la inyección electrónica, etc. El resistor está incorporado al cable de encendido y puede ser de dos formas: TS: Terminal Supresivo CS: Cable Supresivo TS. El resistor está instalado adentro de los terminales que están sobre las bujías y también sobre la tapa del distribuidor y de la bobina. Los valores de resistencia están grabados en los terminales.

Figura 4

CS. El supresor está instalado a lo largo del cable, formando parte del propio cable, y su resistencia depende del largo. Cuanto mayor sea el largo, mayor será la resistencia. Los valores de su resistencia están desde 9 a 23 kilo ohmios por metro de cable (Bosch).



Figura 4.1

Si los valores de resistencia están por encima de lo recomendado, tendremos menor corriente de encendido, obligando la bobina a producir mayor tensión para superar esa mayor dificultad. Resultado siempre que las resistencias (dificultades) sean mayores que lo recomendado o permitido, habrá menor potencia de encendido y mayor calentamiento y desgaste de la bobina. En resumen, cuando los componentes del sistema de encendido son nuevos, o están en buen estado, la bobina produce tensión suficiente para suministrar corriente para la producción de la chispa; ej.: 10.000 V. A medida que esos componentes se van desgastando, la bobina de encendido progresivamente a aumenta el suministro de alta tensión para suplir las dificultades (y necesidades) que han aumentado. Ese aumento de tensión tiene un límite, que es la tensión máxima suministrada por la bobina; (ej.: 28.000 V). Cuando la solicitud de tensión sobrepase el valor límite de la bobina habrá fallas de encendido.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR V. SINCRONIZACIÓN Y PUESTA A PUNTO DEL ENCENDIDO. Poner a punto el sistema de encendido, significa hacer saltar de la bujía en el cilindro en el momento oportuno, es decir, disponer el distribuidor de tal forma que las chispas salten en las bujías cuando los respectivos cilindros estén en condiciones de realizar la explosión. Como quiera que el reglaje de los contactos del ruptor influye en el punto de encendido, es necesario realizar esta operación con anterioridad, lo cual se consigue con la ayuda de "galgas de espesores" que se introducen entre los contactos. Si llevan platinos asegurarse que la separación máxima de los contactos del ruptor es la preconizada por el fabricante (aproximadamente entre 0.30 y 0,40 mm).

Colocar el pistón del cilindro Nº1 en posición de final de compresión y principio de explosión, para lo cual, una vez retirada la bujía de este cilindro y tapado el orificio con el dedo, se hace girar el motor hasta que se note la presión de compresión. Al mismo tiempo vigilaremos las marcas grabadas en el volante motor o en las poleas del cigüeñal, que se harán coincidir con el distribuidor.

En la operación de puesta a punto, se girará el motor en su sentido de rotación normal, hasta que la marca de la polea del cigüeñal, o del volante motor (según los casos), coincida con la referencia fija del cárter que corresponda, teniendo en cuenta el valor de avance inicial establecido por el fabricante. Una vez que hacemos coincidir las marcas, el cilindro Nº 1 está preparado para efectuar la explosión y, seguidamente se montara el distribuidor sobre el motor, de manera que el dedo distribuidor apunte al borne de salida de la tapa marcado con el cilindro

En algunos casos, existe una marca "X" (figura inferior) en la carcasa del distribuidor, que debe hacerse coincidir con la punta del dedo distribuidor (A), antes de instalar éste en el motor.

Figura Nº 5


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Una vez instalado el distribuidor en el motor, podemos utilizar una lámpara de pruebas entre el borne de entrada de corriente al distribuidor y masa. Con el interruptor de encendido activado, se va girando lentamente la carcasa del distribuidor, en sentido contrario al de rotación de la leva, hasta que se produzca el encendido de la lámpara, en ese momento se genera la alta tensión en el secundario de la bobina, produciéndose la chispa.

En esta posición deberá fijarse la carcasa del distribuidor y queda realizada la puesta a punto. No obstante, es conveniente realizar una posterior comprobación de la puesta a punto, una vez fijado el distribuidor, deberá girar el distribuidor y vuelvan a coincidir las marcas del volante motor, en cuyo instante justo, debe encenderse la lámpara (teniendo conectado el interruptor de encendido).

Realizada esta operación, se colocara en su posición la tapa del distribuidor, conectando a la bujía Nº 1 el cable de alta tensión correspondiente al borne al que apunta el rotor del distribuidor. Los demás cables se irán conectando a las restantes bujías, siguiendo el giro del dedo distribuidor y el orden de encendido. Así, el siguiente borne de la tapa se conectara al cilindro Nº 3 (orden de encendido 1-3-4-2), el siguiente al Nº 4 y el último Nº 2.

Figura Nº 5.1

Puesta a punto del encendido por medio de una lámpara estroboscópica:

El empleo de una pistola estroboscópica ofrece mayores garantías por qué se puede conseguir una puesta a punto más precisa, rápida y cómoda, ya que su funcionamiento es autónomo y puede ir conectada a la red eléctrica o a la


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR batería del vehículo, produciendo una ráfaga de luz por efecto capacitivo tan potente que puede realizarse la puesta a punto con el motor en marcha y se puede tomar la referencia sobre las marcas hechas por este motivo en la polea o en el volante motor según sea el sistema de referencia introducido por el fabricante.

Figura Nº 5.2

Para verificar la puesta a punto con la pistola, conectar los cables de corriente de la misma a la batería del vehículo, y el cable con la pinza capacitiva sobre el aislante de la primera bujía o sobre el aislante del cable de alta tensión que une el distribuidor con la bobina, también hay que desconectar el tubo de vacío que viene del motor a la capsula de vacío del distribuidor. Se pone el motor en funcionamiento a ralentí y, cada vez que pase la corriente por el conductor al que esta acoplado la pinza, la lámpara emite un rayo de luz, con el cual al ser dirigido sobre las marcas de la polea podrá apreciarse la perfecta coincidencia de las mismas. Si las marcas situadas en la polea y bloque no coincidiesen, girar el distribuidor (como se ve en la Figura Nº 5.3) en uno u otro sentido hasta hacerlas coincidir, con lo cual la puesta a punto seria la correcta.



Figura Nº 5.3

Hay pistolas estroboscópicas que van equipadas, con un medidor de grados de avance del encendido. Moviendo una potenciómetro en la pistola podemos consigue, desplazar el destello de la lámpara con respecto al punto de encendido, cuyo efecto supone que la marca del volante se mueva en contra del sentido de giro. De esta manera, moviendo el potenciómetro pueden hacerse coincidir las marcas de PMS, indicando la aguja en el cuadrante del visor los grados de avance inicial a que se ha "calado" el distribuidor. Del mismo modo, mediante esta pistola puede comprobarse el punto de encendido a diferentes regímenes del motor, lo que supone una verificación de las curvas de avance del encendido.

En los que tienen avance por vacío soltar la conexión del tubo flexible de la cápsula de vacío del distribuidor, se comprueba a diferentes regímenes, la curva de avance centrifugo, para lo cual basta hacer girar el motor a los regímenes deseados y mover el potenciómetro de la pistola estroboscópica hasta hacer coincidir las marcas, obteniéndose en el visor el valor de avance de encendido para este régimen, del que debe desconectarse el inicial al que se haya calado el distribuidor.

Con la ayuda de una bomba de vacío, que se conecta a la misma toma de la cápsula de vacío del distribuidor, puede verificarse también la curva de avance por vacío. Poniendo a girar el motor a un determinado régimen, se mide el avance suministrado por el distribuidor para diferentes valores de vacío aplicados a la cápsula.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR MATEMÁTICA APLICADA. I. CÁLCULO DE LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN DEL DISTRIBUIDOR

EJE DEL CIGUEÑAL Introducción. El cigüeñal gira de forma sincronizada con el eje de levas, el árbol de levas está diseñado con muñones, que al dar vueltas empujan las válvulas contra la resistencia de sus resortes. El árbol de levas, cumple la misma función en todo tipo de motor, equipado con cualquier tipo de encendido (platinos, electrónico, DIS). La conexión, árbol de levas con cigüeñal, se hace por medio de engranes, cadenas, piñones, bandas o correa de distribución. Por ejemplo un motor de cuatro cilindros, da media vuelta de cigüeñal (180 grados), sucede que el árbol de levas da 1/4 de vuelta (90 grados), porque, tanto el engrane (piñón) del cigüeñal, como el engrane del árbol de levas, están construidos con los dientes contados, en escala de 2 por 1; por ejemplo si el engrane del cigüeñal tiene 18 dientes el del árbol de levas tendrá 36 dientes. El distribuidor se encuentra acoplado a las vueltas del árbol de levas, lo que significa que una vuelta de árbol de levas es igual a una vuelta de distribuidor, el número de chispas por minuto dependerá de las revoluciones de motor y la cantidad de cilindros que este disponga. Ejercicio: En un motor de cuatro cilindros y cuatro tiempos que gira a 5 000 rpm, determina: a) El ángulo disponible. b) El número de ciclos (chispas) que realiza por segundo. c) El tiempo que tarda en realizar un ciclo. Nota: Entendemos por ciclo, en este caso, el tiempo que dispone el distribuidor para cada chispa (ángulo de cierre + ángulo de apertura). Datos: Nº de cilindros = 4 (n) Tiempos del motor = 4 (i) Revoluciones por minuto = 5 000 rpm


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR a) El ángulo disponible para un motor de cuatro cilindros será: Solución: 360/n = 360/4 = 90 º b) Si el motor gira a 5 000 rpm, el distribuidor girará a la mitad, o sea, 2 500

rpm. El número de chispas que habrán saltado en las bujías en esas 2 500 revoluciones del distribuidor, será:

Solución: 2 500. 4 = 10.000 chispas /minuto. Lo que equivale a 166,66 chispas /segundo c) El tiempo que tarda en realizar un ciclo será: 1/166,66 = 0,00601 segundos = 6,01 ms. Para un ángulo de cierre de 60°, determina en el ejemplo anterior el tiempo de carga de la bobina para cada cilindro. Solución: 60 · 0.00601/90 = 0,004 s II. CÁLCULO DEL ÁNGULO DWELL. Introducción. La leva en su movimiento genera dos ángulos. Se llama ángulo de leva o ángulo de cierre (αc) al descrito por la leva mientras los contactos están

cerrados. Se llama ángulo de apertura (αa) al descrito por la leva mientras los contactos están abiertos. El valor medio de cierre de contactos (valor porcentual) es conocido como Dwell y se define como la fracción de tiempo durante el cual están cerrados los contactos del ruptor con respecto al tiempo total de un ciclo de encendido.



CIENCIAS BÁSICAS. 1. Magnetismo.

El magnetismo es una parte de la Física que estudia las fuerzas de atracción y repulsión que se producen entre ciertos materiales. Los imanes son unos materiales que presentan unas propiedades magnéticas que provocan la atracción o repulsión de otros imanes en función de la posición relativa entre ellos. De este modo se definen en cada pieza de material imantado dos caras o polos (norte y sur), y sabemos que cuando dos imanes se enfrentan por el mismo polo se repelen mientras que si lo hacen por polos opuestos se atraen. • Campo magnético producido por un imán. Es el espacio dentro del cual se aprecian los efectos magnéticos que origina el imán. Se representa por una serie de líneas denominadas líneas de fuerza (Figura Nº 1.1), las cuales se dibujan más apretadas en el punto donde el campo magnético es más intenso. Las líneas representan la orientación que tomarían los polos norte y sur de un imán si se viera sometido a la fuerza


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR generada por el campo magnético en el punto que estuviera dibujada la línea (Figura Nº 1.2). Sobre la misma línea se dibuja una flecha que indica hacia dónde quedaría orientado el polo norte.

Clasificación de las sustancias en función de sus propiedades magnéticas. • Sustancias ferromagnéticas. Son sustancias que se ven sometidas a fuerzas al ser introducidas dentro de un campo magnético (níquel, hierro, acero, etc.). Estas sustancias, si permanecen tiempo suficiente bajo el efecto del campo magnético, pueden generar un campo magnético propio una vez que el campo magnético inicial desaparece (se imantan). El tiempo que permanece ese campo magnético propio (remanencia) varía en función de las características del material. Si este tiempo es suficientemente largo hablamos de un imán permanente. Debido a esta propiedad de imantación, estas sustancias pueden producir una transmisión del campo magnético a través de ellas casi sin pérdidas. • Sustancias paramagnéticas. Estas sustancias no se ven sometidas a ningún tipo de fuerza al ser introducidas dentro de un campo magnético ni provocan alteraciones en él (cromo, aluminio, manganeso, aire, etc.). • Sustancias diamagnéticas. Tampoco se ven sometidas a fuerzas al ser inserta- das dentro de un campo magnético pero entorpecen el paso del mismo a través de ellas (antimonio, mercurio, bismuto, etc.).


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR 2. Electromagnetismo.

Es la parte de la Física que estudia la relación entre las corrientes eléctricas y los campos magnéticos. • Campos magnéticos generados por corrientes. A través de diversos experimentos se concluyó que toda corriente eléctrica genera un campo magnético en sus proximidades proporcional a la intensidad de la corriente. La representación del campo magnético en forma de líneas de fuerza producido por una corriente rectilínea es mostrada en la (Figura Nº 1.3). La flecha representa el conductor. Para aumentar el campo magnético producido por un conductor en un punto, podemos construir una espira cuyo centro sea dicho punto (Figura Nº 1.4). El campo magnético en una espira es máximo en su centro y aumenta al incrementar la corriente eléctrica.

Colocando varias espiras unas seguidas de otras, formaremos un solenoide o bobina (Figura Nº 1.5), donde el campo magnético en sus proximidades será la suma del campo magnético producido por cada una de las espiras. Como el campo magnético generado por una sola espira es muy débil, para conseguir campos magnéticos aprovechables necesitaremos un gran número de espiras, lo que da como resultado dispositivos relativamente grandes. En la figura se puede ver que en los dos extremos de la bobina se originan los dos polos. Las polaridades se verán invertidas si se invierte el sentido de la corriente eléctrica. Para aprovechar por igual el campo magnético generado por todas las espiras es conveniente arrollar dichas espiras alrededor de un núcleo que transporte


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR muy bien el campo magnético (material altamente ferromagnético) y que al mismo tiempo no se imante para que así, al desaparecer la corriente eléctrica, desaparezca también el campo magnético. Dos de los materiales más utilizados son el hierro dulce y la ferrita. Este núcleo lo tenemos representado en la (Figura Nº 1.6) indicado con la letra b, mientras que la letra a señala el arrollamiento de la bobina.

• Corrientes generadas por campos magnéticos. También a través de diversos experimentos se ha llegado a la conclusión de que todo cambio magnético en las proximidades de un conductor produce una corriente eléctrica en el mismo, proporcional a la intensidad del campo magnético y a la velocidad con que varía dicho campo. Podemos verlo en la representación de un experimento básico (Figura Nº 1.7), donde en la sección A observamos cómo al acercar un imán a una bobina se aprecia la formación de una corriente eléctrica en su interior que puede ser detectada a través de un amperímetro. En la sección B, se aprecia cómo un imán quieto no produce ninguna corriente eléctrica y, por último, en la sección C se ve cómo al alejar el imán obtenemos la misma corriente que al acercarlo pero en sentido contrario.

Figura Nº 1.7. Generación de corriente.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR La corriente generada en una bobina por efecto de un campo magnético, conocida con el nombre de corriente inducida, responde a la ley de Lenz, que nos indica que, al hacer variar el campo magnético en las proximidades de una bobina, esta genera una corriente que se opone a esa variación de campo magnético. Autoinducción. Si hacemos circular una corriente eléctrica a través de una bobina, genera un campo magnético; al mismo tiempo, sabemos que, si variamos un campo magnético cerca de una bobina, esta variación provocará una corriente eléctrica en el interior de la misma. Por tanto, si hacemos pasar una corriente eléctrica que varía a través de una bobina, conseguimos un campo magnético que varía en las proximidades de esta. Este campo magnético auto inducirá en la misma bobina una corriente eléctrica que según la ley de Lenz tenderá a oponerse a la variación de corriente eléctrica que nosotros intentamos producir en la bobina. De este modo, si intentamos aumentar la corriente eléctrica que circula por una bobina (por ejemplo conectando la bobina a un voltaje) la corriente auto inducida por dicha variación en la bobina provocará que esta ofrezca una resistencia al aumento de corriente. Por otro lado, si intentamos reducir la corriente eléctrica que circula por una bobina (por ejemplo desconectando dicha bobina del voltaje) la desaparición de campo magnético auto inducirá una corriente que sustituya a la desaparecida. Transformadores. Si colocamos dos bobinas muy próximas una de otra (por ejemplo arrollándolas sobre un mismo núcleo) y hacemos circular una corriente eléctrica que varía a través de una de las bobinas (bobina de primario) conseguiremos que el campo magnético generado por esta corriente cree una corriente inducida y, por tanto, un voltaje en cada una de las espiras de la otra bobina (bobina de secundario). De este modo, el voltaje entre los extremos de la segunda bobina será proporcional al número de espiras de la misma. Por tanto, variando el número de espiras de la segunda bobina podremos conseguir voltajes tan grandes como queramos, siempre y cuando el campo magnético inductor (el generado por la primera bobina) sea lo suficientemente grande. En la (Figura Nº 1.8) vemos una ejecución básica de bobina donde, si abrimos y cerramos el interruptor, provocamos un voltaje inducido entre los bornes del secundario. Aplicando la ley de Lenz tenemos lo siguiente: la corriente inducida en la bobina secundaria genera un campo magnético cuyo flujo se opone al flujo crea- do por la bobina primaria. Al cerrar el interruptor, la corriente


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR inducida en el secundario es contraria a la del primario ya que el flujo varía en el primario de cero al máximo. Sin embargo, al abrir el interruptor la corriente inducida en el secundario tiene el mismo sentido que la del primario debido a que el flujo en el primario varía de máximo a cero. Aplicando el mismo principio de la misma ley, podemos confirmar que una vez que está establecida la corriente por el primario, al abrir el interruptor aparece una fuerza contra electromotriz (f.c.e.m.) que se opone a que la corriente desaparezca, generándose una fuerza electromotriz (f.e.m.) que es del mismo sentido que la intensidad originada.

Efecto de inducción mutua. Cuando la corriente que fluye a través de una bobina (bobina primaria) cambia, se genera una fuerza electromotriz en la otra bobina (bobina secundaria) en la dirección que impide que cambie el flujo magnético en la bobina primaria. Este fenómeno recibe el nombre de efecto de inducción mutua. El transformador de tensión incluido en la bobina de encendido de un vehículo se usa para aplicar alta tensión a las bujías, debido a que el flujo magnético no cambia cuando una corriente constante fluye a través de la bobina primaria, no se genera ninguna fuerza electromotriz en la bobina secundaria. Cuando se interrumpe la corriente primaria al cambiar el interruptor de ON a OFF, el flujo magnético generado por la corriente primaria hasta ese punto desaparece súbitamente. Así pues, se creará una fuerza electromotriz en la bobina secundaria en la dirección que impida la eliminación del flujo magnético.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Por tanto, un transformador de tensión permite que la corriente fluya a la bobina primaria y, cuando se interrumpe la corriente, la alta tensión generada mediante el efecto de autoinducción de la bobina primaria aumenta adicionalmente entre las bobinas primaria y secundaria mediante el efecto de inducción mutua.

Figura Nº 1.9

La cantidad de fuerza electromotriz inductiva generada por este dispositivo cambia en las siguientes condiciones: • La velocidad cambiante del flujo magnético. Dada una variación del flujo

magnético, un cambio que suceda en un tiempo menor generará una fuerza electromotriz mayor.

• La cantidad del flujo magnético. Cuanto mayor sea la variación del flujo magnético, mayor será la fuerza electromotriz.

• El número de bobinados de la bobina secundaria. Dado una variación

específica del flujo magnético y cuanto mayor sea el número de bobinados, mayor será la cantidad de fuerza electromotriz.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Así pues, para generar una alta tensión secundaria, la corriente que fluye hacia la bobina primaria debería ser lo mayor posible y luego la corriente debería interrumpirse súbitamente. DIBUJO TÉCNICO. I. ESQUEMA DEL CIRCUITO DE ENCENDIDO CONVENCIONAL.

Leyenda: 1. Batería (12V). 2. Fusibles principales (30 a 50 A). 3. Interruptor de encendido. 4. Resistor (opcional). 5. Bobina de encendido. 6. Bobina primaria. 7. Bobina secundaria. 8. Ruptor (platinos). 9. Condensador. 10. Distribuidor de encendido. 11. Rotor. 12. Bujías de encendido. 13. Leva del distribuidor.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR II. ESQUEMA DEL CIRCUITO DE ENCENDIDO ELECTRÓNICO.

Leyenda: 1. Batería (12V). 2. Interruptor de encendido. 3. Bobina primaria. 4. Bobina secundaria. 5. Ruptor (platinos). 6. Transistor de potencia. 7. Módulo de encendido. 8. Otros sensores. 9. PCM – ECU (Módulo de Control del Motor). 10. Sensor de RPM (señal NE – Toyota). 11. Sensor de ángulo de giro (señal G1 – Toyota). 12. Distribuidor de encendido. SCE (IFG en Toyota), señal de confirmación del encendido. STE (IGT en Toyota), señal de tiempo del encendido.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL / AMBIENTAL. CONTROL DE EMISIONES DE GASES DE MOTOR. 1. INTRODUCCIÓN.

El término emisión de gas representa el combustible que se evapora en el depósito de combustible y los gases que pasan de la cámara de combustión al cárter; éstos circulan entre el pistón y la pared del cilindro, incluido el gas de escape. La emisión de gases es dañina para el medio ambiente y el ser humano porque incluye sustancias peligrosas como el CO (monóxido de carbono), HC (hidrocarbono) y NOX (óxidos nítricos). Los vehículos equipados con motores diesel emiten también, además de los gases CO, HC y NOX, partículas de carbono (hollín), el SO2 (dióxido de azufre) por el contenido de azufre en el combustible diesel. 1.1. Gases Contaminantes.

Monóxido de carbono (CO). El CO se genera cuando hay una cantidad insuficiente de oxígeno en la cámara de combustión (combustión incompleta). 2C (carbón) + O2 (oxígeno) → 2CO (monóxido de carbono) Cuando el cuerpo humano inhala CO, éste se disuelve en la sangre y se detiene la capacidad de repartir oxígeno que tiene la sangre. Si se respiran grandes cantidades de CO, se provoca la muerte. Hidrocarbono (HC). También llamado hidrocarburos, el HC se genera a causa de una combustión incompleta, de la misma forma que el CO. Se genera también el HC en los siguientes casos: • Cuando el motor no alcanza la temperatura de trabajo, origina una mala

combustión. • Por una mala sincronización y regulación en las válvulas, cierran o abren

fuera de tiempo. • Cuanta más rica sea la mezcla de aire-combustible, más HC se genera.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR • Cuanto demasiado pobre sea la mezcla aire – combustible, la cantidad de

HC generada aumenta porque no se puede quemar.

Si el cuerpo humano inhala HC, éste se convierte en un agente cancerígeno, genera también humo fotoquímico o “smog” se forma cuando el humo se mezcla con la niebla. Óxidos nítricos (NOX). El NOX se genera mediante el nitrógeno y el oxígeno existentes en el aire de la mezcla de aire-combustible, cuando la temperatura de la cámara de combustión supera los 1 800 °C. • Cuanto más aumente la temperatura de combustión, más NOX se genera. • Cuando la mezcla de aire-combustible es pobre, se genera más NOX porque

el oxígeno de la mezcla aire-combustible es demasiado alta. Por ello, el NOX se genera de acuerdo con dos factores, la temperatura de combustión y la concentración de oxígeno. NX (nitrógeno) + O2 (oxígeno) → 2NO (NO, NOX o NXO... NOX) Si el cuerpo humano inhala NOx, irrita la nariz y la garganta. Genera también humo fotoquímico. 1.2. Gases de escape.

El tubo de escape emite el gas de escape. En teoría, sólo se generan CO2 (dióxido de carbono) y H2O (vapor de agua) en la combustión de la gasolina. Sin embargo, todo el conjunto de la gasolina no reacciona de acuerdo con la teoría química debido a factores como la relación de aire-combustible, el N2 (nitrógeno) de la atmósfera, la temperatura de combustión, la duración de la combustión, etc. De este modo se generan sustancias peligrosas como CO, HC o NOX.



Figura 1 (Toyota)

1.3. Combustible evaporado.

El combustible evaporado se emite en la atmósfera cuando el combustible se evapora del depósito de combustible, del carburador, etc. Su componente principal es el HC. 1.4. Gas que pasa de la cámara de explosión al cárter. El gas que pasa de la cámara de explosión al cárter circula entre los pistones y la pared del cilindro hasta llegar al cárter, mas gas pasa hacia al cárter cuando los anillos tienen desgastes. Se compone principalmente del combustible del gas que no se ha quemado (HC). 2. RELACIÓN DE AIRE-COMBUSTIBLE TEÓRICA.

La relación de aire-combustible teórica representa la tasa de la cantidad mínima de aire y de combustible (que contiene oxígeno) que se necesita para la completa combustión del combustible.



Figura 2 (Toyota)

La gasolina se compone de una mezcla de varios tipos de hidrocarburos de los que el más predominante es el octano (C8H18).

2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O Para que 1 g de octano genere agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2) en la combustión, se necesitan 15 g de aire. El combustible no se compone de octano puro en realidad, pero se compone de una mezcla de octano y de varios HCs. Por ello, la relación de aire-combustible teórica es de 14,7.

Figura 3 (Toyota)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR El gráfico muestra la producción CO, HC y NOX • Mezcla más rica. CO/HC: Aumenta NOX: Disminuye • Mezcla más pobre. CO: Disminuye HC: Disminuye Las cantidades de CO/HC/NOX pueden aumentar también bajo las siguientes condiciones: • Mientras el motor está frío. Las cantidades de CO/HC generadas aumentan porque se suministra una mezcla de aire-combustible rica. • Con una carga pesada. La emisión de gas aumenta porque aumentan tanto el combustible como el aire. Las cantidades de CO/HC generadas aumentan porque se suministra una mezcla de aire-combustible rica. Las cantidades de NOX generadas aumentan porque aumenta la temperatura de combustión. Observación: PPM: Partes por millón. Se utiliza como unidad para indicar la concentración o el contenido. 3. SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES. Se necesita un alto nivel de tecnología para garantizar que el peso total de estas sustancias (CO, HC y NOX) en las emisiones son conformes con las normativas sobre emisiones. Es necesario reducir estas substancias en los vehículos reales, pero a la vez es necesario que los dispositivos de los vehículos cumplan con los estándares en término de vida útil, fiabilidad, seguridad y consumo de combustible.



Figura 4 (Toyota)

3.1. Convertidores catalíticos. Los convertidores catalíticos hacen que las sustancias peligrosas (CO, HC y NOX) reaccionen químicamente con las sustancias inofensivas (H2O, CO2, N2) en función del gas de emisión. Por lo general se utilizan catalizadores de platino, de paladio, de iridio y de rodio para los automóviles.

Figura 5 (Toyota)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Tipos de catalizadores. Catalizador de oxidación: Oxida el HC o CO y genera H2O o CO2 no contaminantes. Catalizador de desoxidación: Extrae el oxígeno del NOx y genera N2 no contaminante. Catalizador de oxidación / desoxidación: Lleva a cabo las dos funciones anteriores a la vez. (Los catalizadores de oxidación / desoxidación para automóviles se denominan catalizadores de triple acción porque transforman tres sustancias peligrosas, CO/HC/NOx, en sustancias no contaminantes a la vez. Los catalizadores de oxidación / desoxidación se utilizan en la mayoría de los automóviles actuales.) Temperatura de funcionamiento del catalizador. Para el catalizador, la tasa de purificación cambia en función de la temperatura. Como se muestra en el gráfico, la tasa de purificación se acerca al 100% y purifica el gas de emisión eficazmente cuando la temperatura del catalizador supera los 400 °C.

Figura 6

Los vehículos equipados con un convertidor catalítico deben utilizar gasolina sin plomo porque el plomo se adhiere a la superficie del catalizador y del sensor de oxígeno (sensor O2). No se podrá alcanzar el efecto adecuado si se utiliza gasolina con plomo.


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Catalizador de triple acción. El catalizador de triple acción es un sistema que oxida el CO y el HC en el gas de escape y que, simultáneamente, desoxida el NOx, para purificarlos en CO2, H2O y N2 respectivamente. Actualmente se utiliza el tipo monolítico. El óxido de aluminio o las sustancias del catalizador recubren la estructura de rejilla del monolito que dispone de varios agujeros. Las sustancias peligrosas se purifican al pasar a través de los agujeros. Existen dos tipos de monolitos, de cerámica y de metal. Cuanto más fina sea la rejilla, mejor resultará el proceso de purificación. El catalizador de triple acción será más efectivo si se utiliza dentro de la tasa aire-combustible teórica. Por ello, se necesita un sistema de información acerca de la relación de aire-combustible para mantener dicha relación en torno a la relación teórica.

Figura 7 (Toyota)

3.2. Sistema retardador. Cuando la válvula de mariposa se cierra y el motor está a alta velocidad, se genera un fuerte vacío dentro del colector de admisión. Parte del combustible que se adhiere a las paredes internas del colector se evapora, provocando que la mezcla de aire-combustible se vuelva temporalmente demasiado rica. A la vez, puesto que el volumen de aire de entrada se reduce, sucede una combustión incompleta o un fallo de encendido, resultando en el escape de una gran cantidad de gas no quemado. Para evitar la combustión incompleta o el fallo de encendido, se utiliza un retardador para evitar que la válvula de mariposa se cierre de forma demasiado repentina.



Figura 8 (Toyota)

En la desaceleración, la articulación de la válvula de mariposa entra en contacto con el retardador. Se provoca así que la válvula de mariposa se cierre lentamente de acuerdo con la resistencia del aire que circula a través de ella. Cuando la válvula de mariposa está abierta, el retardador regresa a su posición original. 3.3. Sistema de corte de combustible en la desaceleración. Este sistema detiene la inyección de combustible durante la parte de desaceleración de la conducción y disminuye las cantidades de CO y HC. Evita también que se dé una combustión posterior en el tubo de escape y disminuye eficazmente la cantidad de combustible consumido durante la desaceleración. La ECU del motor detiene la inyección de combustible de los inyectores de acuerdo con la velocidad del motor y la apertura de la válvula de mariposa.

Figura 9 (Toyota)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR 3.4. Sistema de recirculación de los gases de escape (Exhaust Gas

Recirculation (EGR)). El sistema de recirculación de los gases de escape vuelve a poner en circulación parte de los gases de escape en el sistema del aire de admisión. La propagación de la llama se reduce durante la combustión cuando los gases de escape se mezclan con la mezcla aire-combustible porque la mayoría de estos gases son gases inertes (incombustibles). Por otra parte, la temperatura de combustión cae para reducir la generación de NOX porque el gas inerte (incombustible) absorbe el calor que se genera con la combustión.

Figura 10 (Toyota)

Funcionamiento. • Cuando se aplica vacío a la válvula de recirculación de los gases de escape,

la válvula se abre y se vuelven a poner en circulación los gases de escape. • El vacío, que hace funcionar la válvula de recirculación de los gases de

escape, está controlado de acuerdo con la temperatura del refrigerante del motor o la apertura de la válvula de mariposa para controlar la recirculación de los gases de escape.

• Motor frío La válvula BVSV (válvula bimetálica de intercambio de vacío) se abre hacia la parte de la atmósfera cuando el motor está frío. Por eso, no se vuelve a poner en circulación el gas de escape porque no se aplica vacío a la válvula de recirculación de los gases de escape.



Figura 11 (Toyota)

• En ralentí.

No se aplica vacío a la lumbrera de recirculación de los gases de escape. Éste es el motivo por el que el gas de escape no se vuelve a poner en circulación.

Figura 12 (Toyota) • Válvula de mariposa entre la lumbrera de recirculación de los gases de

escape y la lumbrera derecha de recirculación de los gases. El vacío de la lumbrera de recirculación de los gases de escape se aplica a la válvula de



recirculación de los gases de escape para abrir la válvula. El vacío se controla mediante un modulador que vuelve a poner en circulación constante de gas de escape.

Figura 13 (Toyota).

• Apertura de la válvula de mariposa por encima de la lumbrera derecha de

recirculación de los gases de escape El vacío de la lumbrera de recirculación de los gases de escape se aplica a la válvula de recirculación de los gases de escape para abrir la válvula. A medida que se aplica al modulador el vacío de la lumbrera derecha, el vacío que se aplica a la válvula de recirculación de los gases de escape aumenta para que la apertura de recirculación de los gases de escape sea mayor.

Figura 14 (Toyota)

• Válvula de mariposa completamente abierta El gas de escape no se vuelve a

poner en circulación porque el vacío que se aplica a la válvula de



recirculación de los gases de escape con carga completa es menor al vacío que se necesita para que la válvula funcione.

Figura 15 (Toyota)

3.5. Sistema de ventilación positiva del cárter. El gas que pasa de la cámara de explosión al cárter incluye una amplia cantidad de gas no quemado que se escapa del hueco entre el anillo del pistón y la pared del cilindro en el cárter. El sistema de ventilación positiva del cárter empuja el gas que pasa de la cámara de explosión al cárter dentro del sistema de admisión de aire y lo vuelve a quemar. El gas que pasa de la cámara de explosión al cárter circula gracias al vacío del colector de admisión. Por ello, la válvula de ventilación positiva del cárter está instalada entre el colector de admisión y la cubierta de la culata. Por lo general, el volumen generado de gas aumenta cuando la carga del motor es grande (el vacío del colector es pequeño). Por otra parte, el volumen de gas disminuye cuando la carga del motor es pequeña (el vacío del colector es grande).

Figura 16 (Toyota)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Funcionamiento. El paso de la válvula se vuelve estrecho porque el volumen generado por el gas que circula de la cámara de explosión al cárter es menor cuando el vacío del colector es grande. Motor parado: La válvula se cierra por la fuerza del muelle.

Figura 17 (Toyota)

Ralentí o desaceleración: La válvula se introduce más debido a la fuerza del vacío. El paso de vacío es estrecho y la cantidad de gas que circula de la cámara de explosión al cárter es pequeña.

Figura 18 (Toyota)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR Funcionamiento normal: El paso de vacío es más amplio que en el momento del ralentí o de la desaceleración porque el vacío es normal.

Figura 19 (Toyota)

Aceleración o alta carga: La válvula está abierta incluso si hay un pequeño vacío para abrir el paso hasta su ancho completo. Parte del gas se inserta desde la cubierta de la culata hasta la parte delantera de la válvula de mariposa (lado del depurador de aire) cuando la cantidad real de gas generado es superior a la del gas que pasa a través de la válvula de ventilación positiva del cárter.

Figura 20 (Toyota)


MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR 3.6. Sistema de control de emisiones evaporables de combustible

(Evaporative Emission Control (EVAP)). El sistema de control de las emisiones evaporables de combustible absorbe temporalmente el gas evaporado en el depósito de carbón y lo encauza hacia el motor para su combustión, para evitar que el combustible, que se evapora del depósito de combustible, se escape a la atmósfera. Funcionamiento. El gas evaporado que se genera en el depósito de combustible abre la válvula de retención (1) y circula en el depósito. El carbón absorbe el gas evaporado en el depósito. El gas absorbido se introduce desde la lumbrera de purga del cuerpo de la válvula de mariposa en el cilindro para su combustión mientras el motor está en funcionamiento. En algunos modelos, la ECU del motor controla el flujo de gas mediante el control de la apertura de la válvula de intercambio de vacío (para el control de las emisiones evaporables de combustible). La válvula de retención (2) y la válvula de vacío de la tapa del depósito de combustible se abren para insertar el aire del exterior dentro del depósito cuando se hace el vacío en la parte interior del depósito (porque la temperatura exterior es baja, etc.).

Figura 21 (Toyota)

Los modelos norteamericanos disponen de una función que evita que el combustible evaporado se escape durante el repostaje, absorbiéndolo temporalmente en el depósito de carbón (canister).



Figura 22 (Toyota)

Funcionamiento. • En la apertura de la tapa del depósito de combustible. El aire del exterior

se introduce en la cámara situada en la parte superior de la válvula de recuperación del vapor durante el repostaje (ORVR).

Figura 23 (Toyota)

• Durante el repostaje. La válvula de recuperación del vapor se abre y el gas evaporado se aspira en el depósito cuando la presión en el depósito aumenta debido al repostaje.



Figura 24 (Toyota)

BIBLIOGRAFÍA: 1. Manual del Sistema de Encendido Bosch. 2. Fundamentos del Sistema de Encendido Toyota. 3. Automecánico.com 4. http://es.wikipedia.org/wiki/Encendido_del_motor 5. www.boschservice.com.pe/informaciones_tecnicas/ 6.- automecanico.com/auto2013/indicencend.htm 7. Información técnica instructor del SENATI César Velásquez C.


http://es.wikipedia.org/wiki/Encendido_del_motor

http://www.boschservice.com.pe/informaciones_tecnicas/

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