En los motores Otto, la chispa es esencial para inflamar la mezcla de aire y combustible en el momento preciso, y el salto de esta chispa debe seguir un orden de encendido específico. Actualmente, la centralita se encarga de controlar los ángulos de avance.

Bobina de Encendido

La energía necesaria para la chispa se obtiene mediante la bobina de encendido, que utiliza la inducción magnética para aumentar la tensión proporcionalmente a la intensidad de la corriente y la longitud del conductor. También se crea una inducción electromagnética, donde la fuerza electromotriz aumenta proporcionalmente a la intensidad del campo magnético y la velocidad de variación. Al interrumpir este campo magnético, se produce una autoinducción, una fuerza opuesta que induce una corriente eléctrica (pico de tensión) en la bobina, oponiéndose a la variación de la corriente original (Ley de Lenz). La bobina basa su funcionamiento en los fenómenos de autoinducción e inducción mutua.

Al circular corriente por el primario de la bobina, se crea un campo magnético. Al interrumpirse la corriente, se produce una variación que provoca una fuerza electromotriz por autoinducción en el primario. Cuanto más rápida sea la velocidad de corte de la corriente, mayor será el pico de tensión. Si colocamos dos bobinas (primaria y secundaria) cercanas y aplicamos una corriente variable a la primaria, la bobina secundaria se ve rodeada por un flujo magnético variable producido por la primaria, induciéndose una fuerza electromotriz en ella.

Existen dos tipos de bobinas: convencional (primaria + secundaria) y DIS (2 primarios + 2 secundarias).

Comprobaciones de la Bobina

  • Resistencia: Se mide con un óhmetro. El valor del primario suele ser de alrededor de 3Ω, mientras que el del secundario está entre 3-5kΩ.
  • Señales: Se pueden observar con un osciloscopio.

Circuito Básico de Encendido

El circuito de encendido se divide en dos partes:

Primario

Incluye la batería, la llave de contacto, la bobina primaria, los platinos y el condensador.

Secundario

Incluye la bobina secundaria, el cable de alta tensión, las bujías y el distribuidor.

Distribuidor

El distribuidor se encarga de la distribución mecánica de la alta tensión (generada por la bobina) a cada bujía en el orden y momento adecuados. Utiliza una leva cuadrada (4 vértices) para motores de 4 cilindros.

Ángulos de la Leva

  • De ciclo completo: 360º
  • Disponible: Entre dos chispas consecutivas
  • De cierre
  • De apertura

Dwell: Porcentaje del ángulo de cierre sobre el ángulo disponible o el periodo de un ciclo completo.

Componentes del Distribuidor

  • Ruptor con contactos (móvil: martillo y fijo: yunque)
  • Rotor
  • Pipa
  • Dedo distribuidor
  • Tapa distribuidor (con conexión para cables de bujías y alta tensión)

Condensador

El condensador reduce el pico de tensión y absorbe cargas eléctricas. Está constituido por un dieléctrico y armaduras que le dan su capacidad. Se conecta en paralelo con el ruptor.

Sistema de Avance/Retraso del Encendido

  • Por vacío: Utiliza un pulmón que toma presión del colector de admisión en función de la carga del motor.
  • Centrífugo: Utiliza contrapesos que adelantan el punto de encendido en función del régimen del motor.

Cables de Alta Tensión

Los cables de alta tensión deben soportar altas tensiones y transmitir la energía de manera eficiente. Existen tres tipos: de resistencia activa, de reactancia y con macho de cobre.

Bujía

La bujía se encarga de inflamar la mezcla de gasolina y aire en el cilindro. Está constituida por electrodos (central y de masa), un aislador (cerámica) y un cuerpo. El electrodo central recibe la alta tensión, mientras que el de masa está conectado al cuerpo (enroscado en la culata con una junta para estanqueidad). Para el salto de chispa entre los electrodos, se necesitan más de 10kV.

El aislador aísla el electrodo central y el perno de conexión con el cuerpo, por lo que debe tener una alta rigidez dieléctrica, resistencia, dureza y conductividad térmica. La parte inferior o pie del aislador define el grado térmico de la bujía (disipación del calor):

  • Bujía fría: Pie del aislador corto, disipa el calor rápidamente (alto grado térmico).
  • Bujía caliente: Pie del aislador largo, el calor se disipa lentamente (bajo grado térmico).

La distancia disruptiva depende de la separación entre los electrodos (longitud de la chispa entre 0.7-1.1mm):

  • Pequeña: Se obtiene una tensión baja.
  • Excesiva: Se requiere una tensión elevada.

Existen bujías de autolimpieza que tienen varios electrodos de masa (chispa deslizante). La identificación de las bujías se realiza mediante el grado térmico, tipo de rosca, longitud, diámetro, tamaño y accionamiento.

Encendido Transistorizado

En el encendido transistorizado, los platinos/ruptor se sustituyen por un módulo de encendido y un generador de impulsos inductivos, lo que elimina el desgaste al no haber contacto físico. La bobina primaria (que recibe la señal del UME) genera un campo magnético variable y envía o no corriente a la bobina secundaria (para la alta tensión).

Tipos de Encendido Transistorizado

  • Inducido: Utiliza una señal magnética producida por una estrella que tiene 2 cables (se autoalimenta) o 3 cables (si lleva apantallamiento).
  • Hall: Utiliza una señal eléctrica con impulsos y tiene 3 cables (+, -, señal).

Este sistema sigue utilizando el distribuidor con pulmón y contrapesos.

Encendido Electrónico Integral (EEI)

El encendido electrónico integral no requiere mantenimiento ni sufre desgaste, y regula electrónicamente el ángulo de encendido (desaparece el distribuidor con pulmón y contrapesos).

Ventajas del EEI

  • Gran control sobre la generación de la chispa
  • Mayor margen para el control del encendido
  • Tamaño reducido
  • UME común con el sistema de inyección

Tipos de Distribución en EEI

  • Dinámica (EZ): Con una bobina para todos los cilindros
  • Estática (VZ):
    • DIS: Una bobina para cada pareja de cilindros (una chispa perdida)
    • Secuencial: Una bobina para cada cilindro (independientes)

Ventajas del Encendido Secuencial

  • Se adapta a cualquier motor (número de cilindros)
  • Bobinas montadas encima de las bujías
  • Menor tamaño y mayor rendimiento
  • Ausencia de cables de alta tensión
  • Señales emitidas: +, -, IGT (de mando accionamiento), IGF (de control funcionamiento)

Señales Importantes para la UME

La Unidad de Mando del Encendido (UME) recibe varias señales importantes:

  • Régimen: Se obtiene con un sensor Hall o inductivo (velocidad de la corona fónica).
  • Carga del motor: Se obtiene mediante un sensor de carga (mariposa de gases en admisión a ralentí o plena carga).
  • Sensor NTC: Mide la temperatura del agua/aire en función de la resistencia.
  • Sensor de picado: Piezoeléctrico que detecta la detonación en los cilindros.
  • Sensor de presión (MAP): Comunicado al colector de admisión mediante un tubo.
  • Sensor de carga por vacío del colector: Mediante un núcleo móvil en el bobinado, que induce +/- tensión que se envía a la UME (*renix).

Estos sensores emiten señales de entrada para la UME, que luego actúa con señales de salida para el mando primario de la bobina de encendido.

Funciones de la UME

  • Cálculo del ángulo de encendido (mediante sensores de régimen y carga)
  • Adaptación del ángulo de encendido (en función de las rpm y la tensión de la batería)
  • Cálculo del ángulo de cierre
  • Regulación de la combustión detonante