Articulo de referencia

Sistema de encendido Delco

El sistema de encendido Delco , también conocido como sistema de encendido Kettering , encendido por platinos y condensador o encendido por platinos , es un tipo de sistema de e...

El sistema de encendido Delco , también conocido como sistema de encendido Kettering , encendido por platinos y condensador o encendido por platinos , es un tipo de sistema de encendido por descarga inductiva inventado por Charles F. Kettering . Se comercializó por primera vez en el Cadillac de 1912 [ 1 ] y fue fabricado por Delco . Con el tiempo, fue ampliamente utilizado por todos los fabricantes de automóviles y camiones en encendido por chispa , es decir, motores de gasolina . Hoy en día, todavía se usa ampliamente en bobinas sobre bujía, bobinas cerca de la bujía y en paquetes de bobinas en encendidos sin distribuidor. [ 2 ] Un sistema alternativo utilizado en automóviles es el encendido por descarga de condensador , que ahora se encuentra principalmente como sistemas de actualización del mercado de repuestos. [ 3 ] El encendido electrónico era un término común para el encendido inductivo Kettering con los platinos (interruptor mecánico) reemplazados por un interruptor electrónico como un transistor. [ 4 ]

Operación

Sistema de encendido del automóvil

Fuente de alimentación

Al arrancar el motor, se conecta una batería a través del interruptor de encendido (denominado "Contactor" en la figura anterior). Una vez que el motor está en marcha, un alternador o generador accionado por el motor proporciona energía eléctrica.

Puntos de ruptura

Los contactos del ruptor (denominados "interruptor" en la figura) son un interruptor eléctrico que se abre y se cierra mediante una leva en el eje del distribuidor. Este mecanismo está sincronizado para que los contactos permanezcan cerrados durante la mayor parte del ciclo del motor, permitiendo el paso de la corriente a través de la bobina de encendido, y se abran momentáneamente cuando se requiere una chispa.

Bobina de encendido

La bobina de encendido es un transformador . El devanado primario (llamado devanado de baja tensión en textos antiguos) se conecta al voltaje de la batería cuando los contactos están cerrados. Debido a la inductancia de la bobina, la corriente en este circuito aumenta gradualmente. Esta corriente crea un campo magnético en la bobina, que almacena una cantidad de energía. Cuando los contactos se abren, la corriente que mantiene el campo magnético se detiene y el campo colapsa. Su energía almacenada se devuelve entonces a los dos devanados como fuerza electromotriz . El devanado primario tiene un número pequeño de espiras y, según la ley de inducción de Faraday, se desarrolla en él un pico de voltaje del orden de 250 voltios. [ 5 ] El devanado secundario tiene aproximadamente 100 veces el número de espiras del devanado primario, por lo que desarrolla un pico de voltaje del orden de 25 000 voltios. Este voltaje es lo suficientemente alto como para provocar que salte una chispa entre los electrodos de la bujía . Se puede utilizar cualquier tipo de pulso de voltaje, independientemente de su polaridad, pero la chispa se inicia de forma más eficiente con un pulso de polaridad negativa en el centro de la bujía. Esto también prolonga la vida útil de la bujía.

Condensador

Hay un condensador (o capacitor) conectado a través de los contactos. El capacitor absorbe el pico de voltaje que se genera en la bobina primaria cuando se abren los contactos. Esto evita que se forme un arco eléctrico en los contactos recién abiertos y, por lo tanto, previene el desgaste rápido de estos contactos.

Distribuidor

El rotor del distribuidor gira al unísono con el árbol de levas. Cuando llega el momento de que salte la chispa de la bujía, el rotor (la barra azul que se muestra en el distribuidor de la figura superior) conecta el electrodo central de la tapa del distribuidor con un electrodo conectado al cable de la bujía. Esto ocurre simultáneamente con la apertura de los platinos y la entrega de un alto voltaje al electrodo central por parte de la bobina.

Resistencia de lastre

En este diagrama no se muestra la resistencia de lastre , que se incluyó en la patente de Kettering. [ 6 ] Está ubicada en el circuito primario. La inductancia del devanado primario limita la velocidad a la que la corriente que lo atraviesa puede aumentar hasta el nivel necesario para proporcionar suficiente energía para crear una chispa. Disminuir la inductancia del devanado primario permite que la corriente aumente más rápido, pero daría lugar a una corriente máxima más alta que acortaría la vida útil de los contactos y aumentaría el calentamiento de la bobina. La resistencia de lastre colocada en serie con el devanado primario crea una caída de voltaje proporcional a la corriente. Cuando los contactos se cierran inicialmente, la corriente es baja, por lo que la caída de voltaje a través de la resistencia es baja y la mayor parte del voltaje de la batería actúa a través de la bobina. Una vez que la corriente aumenta, la caída de voltaje a través de la resistencia aumenta, dejando menos voltaje de la batería a través de la bobina, lo que limita la corriente máxima.

Los sistemas de encendido Kettering a menudo tenían el interruptor de encendido puenteando la resistencia de lastre cuando estaba en la posición de arranque. Durante el arranque, el voltaje de la batería disminuye, y puentear esta resistencia permite un voltaje más alto en la bobina, lo que permite suministrar más energía.

Problemas

Un problema de este diseño es que, incluso con un condensador del tamaño adecuado, se producirá un arco eléctrico en los contactos . Este arco provoca que los contactos se quemen, lo que a su vez genera resistencia en ellos y reduce la corriente primaria y la intensidad de la chispa. Un segundo problema reside en el bloque del seguidor de leva mecánico que se desliza sobre la leva del distribuidor y abre los contactos. Este bloque se desgasta con el tiempo, reduciendo la apertura de los contactos (la distancia entre ellos) y provocando un cambio correspondiente tanto en el momento del encendido como en el tiempo de cierre de los contactos. Las puestas a punto de vehículos antiguos suelen implicar la sustitución de los contactos y el condensador, y el ajuste de la distancia a las especificaciones de fábrica. Un tercer problema reside en la tapa y el rotor del distribuidor. Estos componentes pueden desarrollar "trayectorias de fuga" conductoras en sus superficies (también llamadas "seguimiento") a través de las cuales el voltaje secundario de la bobina produce una corriente, a menudo en forma de arco, que evita la bujía. Cuando se desarrollan estas trayectorias de fuga, la única solución es la sustitución de la tapa y/o el rotor. Un cuarto problema puede surgir cuando una o más bujías del motor se ensucian. La acumulación de residuos de la combustión en el aislante interno de la bujía crea un camino conductor que disipa la energía de la bobina antes de que su voltaje secundario alcance el nivel suficiente para generar una chispa. Los sistemas de encendido por descarga capacitiva generan voltajes en la bobina con tiempos de subida mucho más cortos y pueden producir una chispa incluso con cierto grado de ensuciamiento en las bujías.

Los sistemas de encendido electrónico reemplazan algunos o todos los componentes del sistema de encendido Delco con dispositivos de estado sólido y/o ópticos , y proporcionan voltajes más altos y un encendido más fiable.

Referencias

  1. "Nace Charles F. Kettering, inventor del motor de arranque eléctrico" . HISTORIA . 13 de noviembre de 2009. Consultado el 25 de julio de 2021 .
  2. "Volver a lo básico: Cómo funciona una bobina de encendido - Denso" . www.denso-am.eu . Consultado el 25 de julio de 2021 .
  3. "Sistemas de encendido por descarga inductiva frente a capacitiva" . MotorTrend . 23 de julio de 2019. Consultado el 25 de julio de 2021 .
  4. "Historia del automóvil: Encendido electrónico: la desaparición de los platinos, parte 1" . Curbside Classic . 7 de mayo de 2019. Consultado el 25 de julio de 2021 .
  5. "¿Cómo funciona una bobina de encendido y qué factores influyen en su rendimiento?" . MotorTrend . 29 de mayo de 2020 . Consultado el 25 de julio de 2021 .
  6. "Sistema de ignición" . 11 de agosto de 1911. Consultado el 25 de julio de 2021 .