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Sistema de encendido

Dispositivo de encendido de bobina sobre bujía Tapa del distribuidor Los motores térmicos utilizan sistemas de ignición para iniciar la combustión mediante la ignición de la mez...

Los motores térmicos utilizan sistemas de ignición para iniciar la combustión mediante la ignición de la mezcla de combustible y aire. En los motores de combustión interna con encendido por chispa (como los de gasolina), el sistema de ignición genera una chispa que enciende la mezcla justo antes de cada carrera de combustión . Los motores de turbina de gas y los motores de cohete normalmente solo utilizan un sistema de ignición durante el arranque.

Los motores diésel utilizan la ignición por compresión para encender la mezcla de combustible y aire mediante el calor generado por la compresión, por lo que no emplean un sistema de encendido. Generalmente, cuentan con bujías incandescentes que precalientan la cámara de combustión para facilitar el arranque en climas fríos.

Los primeros automóviles utilizaban sistemas de encendido con magneto y bobina vibratoria , que fueron reemplazados por sistemas basados ​​en distribuidores (utilizados por primera vez en 1912). Los sistemas de encendido electrónico (utilizados por primera vez en 1968) se popularizaron hacia finales del siglo XX, y las versiones de bobina sobre bujía de estos sistemas se extendieron ampliamente desde la década de 1990.

Sistemas magneto y mecánicos

Sistemas de magneto de encendido

Magneto de encendido

Un magneto de encendido (también llamado magneto de alta tensión ) es un tipo de sistema de encendido antiguo que se utiliza en motores de encendido por chispa (como los de gasolina). Utiliza un magneto y un transformador para generar pulsos de alto voltaje para las bujías. El término antiguo "alta tensión" significa "alto voltaje".

Utilizados en muchos automóviles a principios del siglo XX, los magnetos de encendido fueron reemplazados en gran medida por sistemas de encendido por bobina de inducción. Actualmente, su uso se limita principalmente a motores sin batería, como los de cortacéspedes y motosierras. También se emplean en aeronaves modernas con motor de pistón (incluso con batería) para evitar que el motor dependa de un sistema eléctrico.

Sistemas de bobinas de inducción

A medida que las baterías se hicieron más comunes en los automóviles (debido al mayor uso de motores de arranque eléctricos), los sistemas de magneto fueron reemplazados por sistemas que utilizaban una bobina de inducción . El Benz Patent-Motorwagen de 1886 y el Ford Modelo T de 1908 utilizaban un sistema de encendido con bobina vibratoria , en el que la bobina interrumpía la corriente a través de la bobina y provocaba una rápida serie de chispas durante cada encendido. La bobina vibratoria se energizaba en un punto apropiado del ciclo del motor. En el Modelo T, el motor de cuatro cilindros tenía una bobina vibratoria para cada cilindro. [ 1 ]

Sistemas basados ​​en distribuidores

Contactos del rotor dentro de la tapa del distribuidor

Charles Kettering inventó un sistema de encendido mejorado en Delco, Estados Unidos, y lo introdujo en los automóviles Cadillac de 1912. [ 2 ] El sistema de encendido Kettering constaba de una bobina de encendido, platinos, un condensador (para evitar que los platinos produjeran arcos eléctricos al romperse) y un distribuidor (para dirigir la electricidad de la bobina de encendido al cilindro correcto). [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] El sistema Kettering se convirtió en el sistema de encendido principal durante muchos años en la industria automotriz [ 6 ] debido a su menor costo y relativa simplicidad.

Sistemas electrónicos

Honda Civic Si 1990. Los cables de las bujías de los cilindros 3 y 4 tienen cada uno un conector Hantek-HT25. En el tablero, los cables de los HT25 se conectan a un Owon HDS2202S. Los encendidos, encerrados en círculos rojos, tienen forma de sierra. Entre encendidos sucesivos, hay tres pulsos debido a chispas perdidas y diafonía .

El primer encendido electrónico (de tipo cátodo frío ) fue probado en 1948 por Delco-Remy , [ 7 ] mientras que Lucas introdujo un encendido transistorizado en 1955, que se utilizó en los motores BRM y Coventry Climax de Fórmula Uno en 1962. [ 7 ] El mercado de repuestos comenzó a ofrecer EI ese año, estando disponibles tanto el AutoLite Electric Transistor 201 como el Tung-Sol EI-4 (descarga capacitiva de tiratrón). [ 8 ] Pontiac se convirtió en el primer fabricante de automóviles en ofrecer un EI opcional, el Delcotronic activado por pulso magnético sin interruptor, en algunos modelos de 1963; también estaba disponible en algunos Corvettes . [ 8 ] El primer sistema de encendido por descarga capacitiva totalmente de estado sólido (SCR) disponible comercialmente fue fabricado por Hyland Electronics en Canadá también en 1963. Ford instaló un sistema sin ruptor diseñado por FORD en los Lotus 25 que participaron en Indianápolis al año siguiente, realizó una prueba de flota en 1964 y comenzó a ofrecer EI opcional en algunos modelos en 1965. Este sistema electrónico se utilizó en los GT40 de Shelby American y Holman and Moody. Robert C. Hogle, de Ford Motor Company, presentó el "Sistema de encendido y eléctrico Mark II-GT", Publicación n.° 670068, en el Congreso de la SAE, Detroit, Michigan, del 9 al 13 de enero de 1967. A partir de 1958, Earl W. Meyer en Chrysler trabajó en EI, continuando hasta 1961 y dando como resultado el uso de EI en los motores hemi de NASCAR de la compañía en 1963 y 1964. [ 8 ]

El CD-65 de Prest-O-Lite , que se basaba en la descarga capacitiva (CD), apareció en 1965 y tenía "una garantía sin precedentes de 50,000 millas". [ 8 ] (Esto difiere del sistema Prest-O-Lite sin CD introducido en los productos AMC en 1972, y se convirtió en equipo estándar para el año modelo 1975). [ 8 ] Una unidad CD similar estuvo disponible de Delco en 1966, [ 7 ] que era opcional en los vehículos Oldsmobile , Pontiac y GMC en el año modelo 1967. [ 8 ] También en 1967, Motorola debutó su sistema CD sin ruptor. [ 8 ] El encendido electrónico de posventa más famoso que debutó en 1965, fue el encendido de descarga capacitiva Delta Mark 10, que se vendía ensamblado o como un kit.

El Fiat Dino fue el primer automóvil de producción en venir de serie con EI en 1968, seguido por el Jaguar XJ Serie 1 [ 9 ] en 1971, Chrysler (después de una prueba en 1971) en 1973 y por Ford y GM en 1975. [ 8 ]

En 1967, Prest-O-Lite fabricó un amplificador de encendido "Black Box", diseñado para reducir la carga sobre los platinos del distribuidor durante las altas revoluciones, que Dodge y Plymouth utilizaron en sus autos de carreras de aceleración Super Stock Coronet y Belvedere . [ 8 ] Este amplificador se instaló en el lado interior del cortafuegos de los autos y contaba con un conducto que proporcionaba aire exterior para refrigerar la unidad. El resto del sistema (distribuidor y bujías) permanece igual que en el sistema mecánico. La ausencia de piezas móviles en comparación con el sistema mecánico conlleva una mayor fiabilidad y mayores intervalos de mantenimiento.

Una variante del encendido de bobina en bujía tiene cada bobina manejando dos bujías, en cilindros que están desfasados ​​360 grados (y por lo tanto alcanzan el punto muerto superior (PMS) al mismo tiempo); en el motor de cuatro tiempos esto significa que una bujía hará chispa durante el final de la carrera de escape mientras que la otra se enciende en el momento habitual, una disposición llamada " chispa perdida " que no tiene inconvenientes aparte de una erosión más rápida de la bujía; los cilindros emparejados son 1/4 y 2/3 en configuraciones de cuatro cilindros, 1/4, 6/3, 2/5 en motores de seis cilindros y 6/7, 4/1, 8/3 y 2/5 en motores V8. [ 10 ] Otros sistemas eliminan el distribuidor como aparato de sincronización y utilizan un sensor magnético de ángulo del cigüeñal montado en el cigüeñal para activar el encendido en el momento adecuado.

Unidades de control del motor

Los motores de automóviles modernos utilizan una unidad de control del motor (ECU), que es un dispositivo único que controla varias funciones del motor, incluido el sistema de encendido y la inyección de combustible . [ 11 ] [ 12 ] Esto contrasta con los motores anteriores, donde la inyección de combustible y el encendido funcionaban como sistemas separados.

turbinas de gas y motores de cohete

Los motores de turbina de gas (incluidos los motores a reacción) utilizan encendido por descarga de condensador ; sin embargo, el sistema de encendido solo se utiliza al arrancar o cuando se apaga la llama de la cámara de combustión .

El sistema de ignición de un motor de cohete es fundamental para evitar un arranque brusco o una explosión . Los cohetes suelen emplear dispositivos pirotécnicos que proyectan llamas sobre la placa inyectora o, alternativamente, propelentes hipergólicos que se encienden espontáneamente al entrar en contacto entre sí.

Véase también

Referencias

  1. Patterson, Ron; Coniff, Steve (noviembre-diciembre de 2003). "El sistema de encendido y la sincronización de la chispa del Ford Modelo T" (PDF) . Model T Times .
  2. "Nace Charles F. Kettering, inventor del motor de arranque eléctrico" . HISTORIA .
  3. Kettering, Charles F. (3 de septiembre de 1912). "Aparato de ignición para motores de explosión" . Recuperado el 1 de mayo de 2023 .
  4. Kettering, Charles F. (3 de septiembre de 1912). "Sistema de ignición" . Recuperado el 1 de mayo de 2023 .
  5. Kettering, Charles F. (17 de abril de 1917). "Sistema de ignición" . Recuperado el 1 de mayo de 2023 .
  6. Hawthorne, John A. (20 de junio de 1967). "Sistema de ignición" . Recuperado el 1 de mayo de 2023 .
  7. 1 2 3 Super Street Cars , 9/81, p.34.
  8. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Super Street Cars , 9/81, p.35.
  9. "El nuevo Jaguar V12 - Archivo de la revista Motor Sport" . Revista Motor Sport . 7 de julio de 2014.
  10. northstarperformance.com , fixya.com , i.fixya.net Archivado el 9 de julio de 2017 en Wayback Machine
  11. "Cómo funciona el módulo de control del motor" . www.HowStuffWorks.com . 8 de mayo de 2012. Consultado el 29 de abril de 2023 .
  12. "Cómo funcionan las ECU" . www.haltech.com . Consultado el 29 de abril de 2023 .