Manual Sistema Encendido Descripcion Tipos Control Bujias Mecanismos Rendimiento

Sistema de encendidoDescripción general del capítulo En este capítulo se describe el sistema de encendido. • Sistema de encendido • Bujía de encendido Estudio del sistema de encendido. Haga clic en el botón "Siguiente". ©2003 TOYOTA MOTOR CORPORATION Todos los derechos reservados. La bobina principal genera cientos de voltios mientras que la secundaria genera miles de voltios.Motor de gasolina Sistema de encendido Sistema de encendido Descripción Los tres elementos principales de un motor de gasolina son: una buena mezcla de aire-combustible. Esta combustión genera la fuerza motriz del motor. La mezcla de aire-combustible está comprimida y se quema en el cilindro. una buena compresión y una buena chispa. (1/2) Llave de contacto Dispositivo de encendido ECU Bobina de encendido (con dispositivo de encendido) Bobina principal Bobina secundaria Sensores Bujía : Circuito principal : Circuito secundario -1- El sistema de encendido utiliza la alta tensión que la bobina de encendido genera para producir las chispas que encenderán la mezcla de aire-combustible comprimida. 3. las chispas se generan entre los electrodos de las bujías para quemar la mezcla aire-combustible. Durabilidad suficiente El sistema de encendido debe ser lo suficientemente fiable para aguantar las vibraciones y el calor que el motor genera. 2. Debido a que incluso el aire tiene resistencia eléctrica cuando está altamente comprimido. (2/2) . Mediante la autoinducción y la inducción mutua.Técnico de diagnóstico . la bobina genera la alta tensión que es necesaria para el encendido. se deben generar miles de voltios para asegurar que se generan chispas potentes para encender la mezcla de aire-combustible. Potentes chispas En el sistema de encendido. 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. El sistema de encendido genera una potente chispa gracias a una regulación del encendido adecuada para encender la mezcla de aire-combustible. 1. así se mejora la subida de la corriente principal y se minimiza la bajada de la corriente secundaria en altas velocidades. se incrementa la corriente principal y se aumenta la generación de calor. de tipo contactos del disyuntor Este tipo de sistema de encendido dispone de la construcción más básica. En este tipo. se reduce la resistencia. el transistor controla la corriente principal para que fluya de forma intermitente de acuerdo con las señales eléctricas que el generador de señales emite.Motor de gasolina Sistema de encendido Cambios en los sistemas de encendido Cable de alta tensión A continuación se enumeran los distintos tipos de sistemas de encendido: Cable de alta tensión Llave de contacto ST Distribuidor IG Compensador del regulador Bujía Bobina de encendido Capacitador Árbol de levas Resistor Contactos del disyuntor Compensador de la válvula de vacío 1. la corriente principal y la regulación del encendido se controlan mecánicamente. La corriente principal de la bobina de encendido se controla para fluir de forma intermitente a través de los contactos del disyuntor. Al reducir el bobinado de la bobina principal. (1/4) Cable de alta tensión Cable de alta tensión Llave de contacto Distribuidor Compensador del regulador Dispositivo de encendido Transistor Bujía Bobina de encendido Generador de señales Compensador de la válvula de vacío -2- 2. El adelanto del tiempo se controla mecánicamente de la misma forma que en el sistema de tipo contactos del disyuntor. Se utiliza una resistencia externa para reducir el bobinado de la bobina principal. El compensador del regulador y de la válvula de vacio controlan la regulación del encendido. Por este motivo. OBSERVACIÓN: En este tipo de encendido. (2/4) . El distribuidor reparte en las bujías la alta tensión que la bobina secundaria genera. los contactos del disyuntor deben ajustarse o sustituirse con regularidad. Tipo transistorizado En este tipo.Técnico de diagnóstico . se proporciona una resistencia externa para evitar que la corriente principal aumente demasiado. ya no se utilizan el compensador de la válvula de vacío mecánica y el compensador del regulador.Motor de gasolina Sistema de encendido 3. Éste es el sistema más utilizado en los últimos motores de gasolina. La regulación del encendido se controla mediante la función de avance electrónico de la chispa de la ECU del motor.Técnico de diagnóstico . Tipo transistorizado con avance electrónico de la chispa En este tipo. (3/4) Cable de alta tensión Cable de alta tensión Llave de contacto Distribuidor Dispositivo de encendido Bobina de encendido Transistor Bujía ECU Sensores Tipo 1 Tipo 2 Sensores Sensores ECU ECU Señal de Señal de Señal de Señal de encendido 1 encendido 2 encendido 3 encendido 4 Señal de encendido 1 Señal de encendido 2 Dispositivo de encendido Dispositivo de encendido Cable de alta tensión Bobina de encendido (con dispositivo de encendido) Bujía Bobina de encendido 4. la función de avance electrónico de la chispa de la ECU del motor controla la regulación del encendido. En su lugar. (4/4) Bujía Bobina de encendido -3- . Sistema de encendido directo En lugar de utilizar un distribuidor. Una chispa sucede en la carrera de compresión y la otra en la carrera de escape. OBSERVACIÓN: En el tipo 2 se encienden dos cilindros simultáneamente. en este tipo se emplean varias bobinas de encendido para suministrar la alta tensión directamente a las bujías. La regulación del encendido que permite al motor generar la fuerza de combustión máxima a 10° con respecto al punto muerto post-superior cambia a cada momento. El período de retardo del encendido es prácticamente constante y no le afectan los cambios en las condiciones del motor. la mezcla de aire-combustible se enciende para generar la combustión y la fuerza que genera la explosión permite el empuje descendiente del pistón. genera la fuerza de combustión máxima justo después de que haya sucedido el encendido. Un motor no genera la fuerza de combustión máxima en el momento del encendido. el sistema de encendido debe ser capaz de encender la mezcla de aire-combustible en un tiempo que permita al motor generar una fuerza explosiva de la forma más eficiente. En vez de ello. Período de retardo del encendido La combustión de la mezcla de aire-combustible no sucede instantáneamente después del encendido. ésta depende de las condiciones de funcionamiento del motor.Motor de gasolina Sistema de encendido Necesidad del control de la regulación del encendido Regulación del encendido Punto muerto superior 10° con respecto al punto muerto post-superior Sentido de giro del cigüeñal 10° con respecto al punto muerto post-superior MPa Punto muerto superior A Antes del punto muerto superior B Punto muerto post-superior En los motores de gasolina. Por ello. al contrario. El período comprendido entre la regulación del encendido de la mezcla de aire-combustible y el momento en el que esta mezcla se quema. el encendido acontece con antelación para que la fuerza de combustión máxima se genere a 10° con respecto al punto muerto post-superior. La energía térmica puede convertirse en una fuerza motriz más eficaz cuando la fuerza de combustión máxima se genera gracias a la posición del cigüeñal en 10° con respecto al punto muerto post-superior. se denomina período de retardo del encendido (entre A y B en el diagrama). -4- . 1. empieza a quemarse una pequeña zona (núcleo de la llama) en la proximidad inmediata de la chispa y es este proceso el que finalmente se expande a la zona circundante. Por ello.Técnico de diagnóstico . de acuerdo con las condiciones de funcionamiento. es necesario adelantar la regulación del encendido. Cuando la velocidad de propagación de la llama es alta. Período de propagación de la llama Después de la formación del núcleo de la llama. la mezcla de aire-combustible se vuelve más densa. cuanto más fuerte sea la turbulencia de la mezcla de aire-combustible. la mayoría de los sistemas de encendido utilizan hoy el sistema de avance electrónico de la chispa. es necesario controlar la regulación del encendido de acuerdo con las condiciones del motor. la llama se expande progresivamente hacia el exterior.Motor de gasolina Sistema de encendido 10° con respecto al punto muerto post-superior Punto muerto superior MPa D B A Punto muerto antesuperior Punto muerto post-superior 2. disminuye y permite la aceleración de la propagación de la llama. (1/3) • Control de la regulación del encendido El sistema de encendido controla la regulación del encendido de acuerdo con la velocidad del motor y la carga de forma que la fuerza de combustión máxima acontezca a 10° con respecto al punto muerto post-superior. los sistemas de encendido utilizaban un compensador del regulador y un compensador de válvula de vacío para controlar el adelanto y el retraso del tiempo. Sin embargo. OBSERVACIÓN: Antiguamente. la distancia entre las partículas.Técnico de diagnóstico . Por ello. más rápida resultará la propagación de la llama. -5- . en la mezcla de aire-combustible. Cuando hay una gran cantidad de aire de admisión. Por otra parte. Por ello. La velocidad a la que la llama se expande se denomina la velocidad de propagación de la llama y su duración se denomina período de propagación de la llama (B~C~D en el diagrama). C Adelanto del tiempo (3) Por eso. el momento en el que el 3 Frontera entre el período de retardo del encendido y la velocidad de motor produce la fuerza de combuspropagación de la llama tión máxima se retrasará más de 10° A Período de retardo del encendido con respecto al punto muerto postB Período de propagación de la llama superior. se denomina adelanto de la sincronización.000 rpm Sistema de encendido 10° con respecto 10° con respecto al punto muerto (3) al punto muerto post-superior antesuperior 2.000 rpm 10° con respecto al punto muerto post-superior 2.000 rpm. para el retraso de la regulación del encendido. se denomina retraso de la sincronización. Si se 1 Regulación del encendido utiliza la misma regulación del 2 Tiempo que permite la generación de la fuerza de combustión máxima encendido que se ha descrito en (1) a 2.Motor de gasolina con respecto (1)10° al punto muerto antesuperior t 10° con respecto 10° con respecto al punto muerto (2) al punto muerto antesuperior post-superior 1. el ángulo de giro del Velocidad del motor Alto/a (High) cigüeñal aumenta. Avance de la chispa (2) Se supone que la velocidad del motor se incrementa a 2. Por ello. -6- .000 rpm. con una velocidad de 1. si se quiere producir una D Ángulo de giro del cigüeñal fuerza de combustión máxima a 10° con respecto al punto muerto postsuperior con el motor funcionando a 2. Este proceso.000 rpm. que se ha retrasado en (2). Control de la velocidad del motor (1) Se considera que un motor emite una potencia de forma más eficiente cuando la fuerza de combustión máxima se da a 10° con respecto al punto muerto post-superior.000 rpm. la regulación del encendido debe adelantarse para poder compensar el ángulo de giro del cigüeñal.000 rpm 1.000 rpm. que consiste en el adelanto de la regulación del encendido. en la que la regulación del encendido óptima se ajusta a 10° con respecto al punto muerto antesuperior.Técnico de diagnóstico . La duración del retardo del encendido Regulación del encendido ideal Avance electrónico de la chispa es prácticamente constante. si se compara con el ángulo que mantiene cuando el t : Duración del retardo del encendido motor funciona a 1. indeCompensador del regulador pendientemente de la velocidad del motor. Por otra parte. Ángulo de giro del cigüeñal A la inversa. cuando Período de retardo del encendido la carga del motor es alta. estos sistemas mejoran la potencia y el consumo de combustible. para la que la regulación del encendido óptima se ajusta a 20° con respecto al punto muerto antesuperior. (Sin embargo. generando. 2 Tiempo que permite la generación de la fuerza de combustión máxima B C D Regulación del encendido óptima Grande A Frontera entre el período de retardo del encendido y la velocidad de (3) Para generar una fuerza de combuspropagación de la llama tión máxima a 10° con respecto al punto muerto post-superior. la densidad del aire aumenta y el período de propagación de la llama disminuye. Avance de la chispa (2) A medida que la carga del motor aumenta. el valor del adelanto de la regulación del encendido debe ser pequeño o nulo. la sincronización debe adelantarse. unas detonaciones leves tienen el efecto opuesto de mejorar tanto el consumo de combustible y la emisión de potencia. cuando la carga del motor es baja. un consumo de combustible excesivo o una potencia reducida. (3/3) -7- . cuando el motor está en ralentí.) (2/3) Pequeño Grande Detonación Tasa de consumo de combustible Potencia del motor Pequeño 3 Retardo Regulación del encendido Avance (La carga y la velocidad del motor son constantes) • Control de la detonación La combustión espontánea que se da cuando la mezcla de aire-combustible se enciende espontáneamente en la cámara de combustión provoca una detonación en el motor. cuando la carga del motor es baja. Al ajustarse a las detonaciones. si se Regulación del encendido ideal utiliza la misma regulación del Avance electrónico de la chispa encendido que la descrita en (1) Compensador de la válvula de vacío cuando la carga del motor es alta. la regulaPeríodo de propagación de la llama ción del encendido debe retrasarse Retraso del tiempo para poder compensar el adelanto del ángulo de giro del cigüeñal que se produjo en (2).Motor de gasolina con respecto (1)20° al punto muerto antesuperior 10° con respecto 20° con respecto al punto muerto (2) al punto muerto post-superior antesuperior Baja carga del motor Sistema de encendido 10° con respecto 20° con respecto al punto muerto (3) al punto muerto post-superior antesuperior Alta carga del motor 10° con respecto al punto muerto post-superior Alta carga del motor 2. el Vacío del colector Alto/a (High) tiempo para que el motor produzca la Carga del motor Bajo/a (Low) fuerza de combustión máxima será 1 Regulación del encendido mayor que el de 10° con respecto al punto muerto post-superior. Las detonaciones excesivas afectan negativamente al rendimiento del motor. Un motor es más susceptible de provocar detonaciones cuando su regulación del encendido se adelanta. para evitar una combustión inestable. por ejemplo. Por eso. Los últimos sistemas de encendido realizan un control de la regulación del encendido para demorar la sincronización cuando un sensor de detonación detecta las detonaciones y adelanta el tiempo cuando ya no se detectan más detonaciones.Técnico de diagnóstico . Control de la carga del motor (1) Se considera cuando la fuerza de combustión máxima sucede a 10° con respecto al punto muerto postsuperior. Motor de gasolina Bujía de encendido Sistema de encendido Descripción Terminal Estrías El alto voltaje que se genera en la bobina secundaria de la bobina de encendido produce una chispa entre el centro de los electrodos y los electrodos de toma de tierra de la bujía para encender la mezcla de aire-combustible que está comprimida en el cilindro. (1/1) Aislante de cerámica Vástago superior Cubierta Junta de vidrio Resistor Junta Núcleo de cobre Extremo del aislante Electrodo central Electrodo de toma de tierra -8- .Técnico de diagnóstico . También existen bujías que reducen el efecto de extinción mediante la utilización de unos electrodos más finos. El núcleo de la llama activa la mezcla de aire-combustible más cercana. La combustión. la mezcla de airecombustible se activa a lo largo de ruta de la chispa. Si el efecto de extinción de los electrodos es grande debido al calor generado por el núcleo de la llama. combustión. Si la temperatura de los electrodos es demasiado baja o si el hueco de la bujía es demasiado pequeño. no acontece en un instante. generalmente. (1/1) -9- . La chispa se desplaza a través de la mezcla de aire-combustible desde el electrodo central hasta el electrodo de toma de tierra. Como consecuencia.Técnico de diagnóstico . Algunas bujías disponen de una ranura en forma de U en el electrodo de toma de tierra o de una ranura en forma de V en el electrodo central para mejorar la capacidad de encendido. De esta manera. Y cuanto más cuadrado sea el electrodo. sino que se desarrolla como se describe a continuación. se descargará con mayor facilidad. Como consecuencia.Motor de gasolina Sistema de encendido Mecanismo de encendido Núcleo de la llama Electrodo central Elec Arc Arco Electrodo de toma de tierra Propagación de la llama La explosión de la mezcla de aire-combustible gracias a una chispa generada por la bujía se llama. Este tipo de bujía ofrece un efecto de extinción menor que las bujías que no disponen de electrodos con ranura. provocando un fallo de encendido Este fenómeno se denomina extinción de electrodos. se produce una reacción química (gracias a la oxidación) y se genera calor para formar el denominado núcleo de la llama. sin embargo. menos efectiva será la función de extinción. el calor del núcleo de la llama se expande hacia fuera en un proceso que se conoce como la propagación de la llama y quema así la mezcla de aire-combustible. los electrodos absorberán el calor generado por la chispa. Cuanto más pequeño sea el electrodo. lo que permite que la llama tenga un núcleo más amplio. el núcleo de la llama se apagará. se apaga el núcleo de la llama. que activa a su vez la mezcla de aire-combustible circundante. 10 - .000 km Los intervalos de sustitución pueden variar de un modelo de vehículo a otro. Forma del electrodo y rendimiento de descarga Los electrodos redondeados hacen que la descarga sea más difícil. la bujía podrá producir una chispa fuerte y facilitar el encendido. A medida que aumenta la distancia entre el electrodo central y el electrodo de toma de tierra. mientras que los electrodos cuadrados o puntiagudos facilitan la descarga. Por este motivo. se dificulta el salto de la chispa entre los electrodos.000 a 240. materiales resistentes al desgaste. Resulta más fácil la descarga de chispas para una bujía con electrodos finos y puntiagudos. existe en el mercado bujías con un hueco tan amplio como 1. se necesitará un voltaje superior para generar una chispa. según las especificaciones del motor o el país de utilización. (1/1) . OBSERVACIÓN: Intervalos de sustitución de las bujías Tipo convencional: entre cada 10. Hueco de la bujía y voltaje requerido A medida que se desgasta la bujía y que se amplía el hueco entre sus electrodos. es posible que se den fallos en el encendido del motor. • Las bujías con punta de platino y con punta de iridio no necesitan que se ajuste el hueco precisamente porque no se desgastan (solamente es necesaria su sustitución). Por ello. se debe ajustar el hueco o sustituir las bujías a intervalos regulares. Por ello.000 km Tipo con punta de platino o iridio: entre cada 100.000 a 60. Con la utilización.1 mm.Motor de gasolina Sistema de encendido Rendimiento del encendido 1 Los siguientes factores afectan al rendimiento del encendido de una bujía: Descarga fácil Descarga difícil Voltaje de descarga 2 Hueco de la bujía Grande 1. las bujías deben sustituirse con regularidad. 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. No obstante. los electrodos se vuelven redondeados y dificultan la descarga de las chispas a la bujía. OBSERVACIÓN: • Si el voltaje requerido se puede proporcionar a pesar de un amplio hueco.Técnico de diagnóstico . Por este motivo. 2. Se denominan generalmente bujías con punta de platino o con punta de iridio. Temperatura de autolimpiado Cuando una bujía alcanza cierta temperatura. Si se instala una bujía con un rango de calor diferente. La cantidad de calor irradiado se denomina rango de calor. El rendimiento de las bujías es óptimo cuando la temperatura mínima del electrodo central está entre la temperatura autolimpiante de 450 °C y la temperatura de 950 °C previa al encendido. 2. Una bujía que irradia menos calor se denomina de tipo caliente. Se graba un código alfanumérico en las bujías que describe su estructura y sus características.Motor de gasolina Sistema de encendido Rango de calor DENSO W20EXR-U11 NGK BPR6EY11 1000 Temperatura del electrodo central en °C 900 800 700 600 400 Rango de calor Temperatura previa al encendido Bujía de tipo caliente Bujía de tipo frío Temperatura de autolimpiado 400 300 Velocidad del motor Normal Rango de una bujía de tipo frío Rango de una bujía de tipo caliente Anómalo Bujía La cantidad de calor irradiada por una bujía varía en función de la forma y del material de la bujía. Esto puede provocar fallos en el encendido de la bujía.Técnico de diagnóstico . (2/2) . Una bujía que irradia más calor se denomina de tipo frío porque la conexión en sí se mantiene fría. Si utiliza una bujía de tipo frío cuando el motor está funcionando en condiciones de baja velocidad y baja carga. cuanto más alto sea el número del rango de calor. significa que la temperatura de los electrodos es inferior a 450 °C y el carbón se acumula en el área de encendido de la bujía. utilice siempre en las sustituciones. se desestabilizará las temperaturas de autolimpiado y previas al encendido. más caliente será la conexión de la bujía porque no irradia con facilidad el calor. Los códigos difieren un poco en función del fabricante. (1/2) 1. porque su calor se retiene. caerá la potencia del motor debido a una regulación del encendido incorrecta y los electrodos o los pistones se fundirán parcialmente. Si esto sucede. se aumentará excesivamente la temperatura de los electrodos haciéndolos fundir. La temperatura previa al encendido se alcanza cuando la temperatura de los electrodos es superior a los 950 °C.11 - . Por lo general. Temperatura previa al encendido Cuando la propia bujía se convierte en una fuente de calor y quema la mezcla de aire-combustible sin emitir una chispa. Si se utiliza una bujía de tipo caliente cuando el motor está funcionando en condiciones de alta velocidad y alta carga. Cuanto más pequeño sea el número. se reducirá la temperatura del electrodo lo que provocará un mal funcionamiento inadecuado del motor. quema el carbono que se ha acumulado en el área de encendido durante el encendido. para mantener la limpieza del área de encendido de la bujía. Para evitar estos problemas. CONSEJO PARA EL MANTENIMIENTO: El rango de calor más adecuado para la bujía de un vehículo específico viene determinado por el modelo. más fría es la conexión de la bujía porque irradia bien el calor. se denomina la temperatura previa al encendido. Esta temperatura se denomina temperatura de autolimpiado. Si no se alcanza la temperatura de autolimpiado. El efecto de autolimpiado se alcanza cuando la temperatura de los electrodos supera los 450 °C. el tipo especificado de bujías. vuelva al texto para revisar el material y encontrar la respuesta correcta.Motor de gasolina Sistema de encendido Ejercicio Los ejercicios le permitirán comprobar su nivel de asimilación del material de este capítulo.Técnico de diagnóstico . Después de hacer cada ejercicio.12 - Capítulo siguiente Página con texto relacionado Ejercicios Todas las respuestas correctas Respuesta incorrecta Regresar a la página de texto relacionado para su revisión . el botón de referencia le llevará a las páginas relacionadas. Si obtiene una respuesta incorrecta. pasará al capítulo siguiente. Una vez contestadas todas las preguntas correctamente. Capítulo Página con texto relacionado Ejercicios Todas las respuestas correctas Respuesta incorrecta Regresar a la página de texto relacionado para su revisión . 2 Las siguientes afirmaciones corresponden a cada tipo de sistema de encendido.13 - . 1. la corriente principal se controla en los contactos del disyuntor mecánicamente y fluye de forma intermitente. 4.1 La siguiente ilustración muestra la descarga de la bujía. 3.Motor de gasolina Sistema de encendido Pregunta. 2. la ECU del motor controla la regulación del encendido. Descarga fácil Descarga difícil Descarga fácil Descarga difícil 4. Descarga fácil Respuesta correcta: 1. la corriente principal fluye intermitentemente por el transistor.Técnico de diagnóstico . Pregunta. Descarga fácil Descarga difícil 3. Elija la afirmación que sea Falsa. Descarga difícil 2. Seleccione la ilustración adecuada. En el tipo de contactos del disyuntor. El sistema de encendido directo controla la regulación del encendido mecánicamente. En el tipo transistorizado. 1. 4. 2. 3. En el tipo transistorizado con avance electrónico de la chispa (ESA). .