La chispa eléctrica se produce y regula para que ocurra en el momento preciso en el sistema de encendido, la cual lo forman los siguientes componentes:

El switch, lo conecta el acumulador con el sistema de encendido.

La bobina, transforma la corriente de bajo voltaje del acumulador, en la corriente de alto voltaje necesaria para que arranque el motor.

Los cables de alto voltaje, conectan la bobina, el distribuidor y las bujías.

El distribuidor, una por cada cilindro, inflaman la mezcla de aire y gasolina.

Las bujías, una por cada cilindro, inflaman la mezcla de aire y gasolina.

Un cable del acumulador, se conecta al chasis para hacer tierra y completar así el círculo que permite que fluya la electricidad.

El acumulador, abastece de corriente eléctrica al sistema de encendido y a los demás accesorios eléctricos del automóvil.

Cómo se inflama la gasolina.

Cuando la bujía recibe corriente eléctrica de alto voltaje, salta una chispa en el espacio que hay entre los dos electrodos e inflama la mezcla de aire y gasolina. Para que la chispa encienda esta mezcla altamente comprimida, se requiere de un alto voltaje. Los acumuladores proporcionan una corriente de 12 voltios y la bobina transforma este voltaje en 40,000 voltios.

Cómo funciona la bobina.

El funcionamiento de la bobina se basa en el principio de inducción magnética. Esto es, cuando una corriente eléctrica pasa por un alambre produce un campo magnético a su alrededor y cuando deja de pasar esta corriente, se contrae el campo magnético y se introduce electricidad en cualquier alambre que esté dentro de las líneas de fuerza de campo.

Los transformadores, en los que aumenta o disminuye el voltaje, funcionan con este mismo principio. La bobina, que es un transformador, tiene dos alambres largos, uno grueso y otro delgado, que van embobinados (devanados) en un núcleo de hierro dulce.

El alambre grueso, que da varios cientos de vueltas, se llama embobinado primario, va conectado al acumulador y recibe la corriente de bajo voltaje; el alambre delgado, que da miles de vueltas al rededor del núcleo, se llama embobinado secundario.
Cuando el switch (interruptor) y los platinos están cerrados, por el embobinado primario llega a la bobina una corriente de bajo voltaje y genera un campo magnetico a lo largo y alrededor del núcleo de hierro.

Al abrirse los platinos, cesa el paso de la corriente de bajo voltaje y el campo magnético se contrae induciendo así una corriente de alto voltaje en el embobinado secundario, que llega al distribuidor y de ahí a las bujías. La diferenciaentre los voltajes que reciben ambos embobinados es proporcional a la diferencia entre las vueltas del alambre de cada uno de ellos:

Si el embobinado secundario tiene 100 vueltas del alambre porcada vuelta del embobinado primario, el voltaje del primero será 100 veces mayor.

Circuitos

El sistema de encendido consta de dos circuitos, el de bajo voltaje o primario y el de alto voltaje o secundario.

El sistema de encendido

Cuando el switch se abre, activa la corriente eléctrica que pasa por el embobinado primario, los platinos, el cuerpo del distribuidor, el bloque y el chasis y regresa al acumulador. Esta corriente forma el campo magnético dentro de la bobina.

Cuando se abren los platinos se contrae el campo magnético y en el embobinado secundario se induce corriente de alto voltaje que pasa por el distribuidor y las bujías y regresa al acumulador por el bloque y el chasis.

Cuando se abren los platinos, la electricidad brinca de un platino a otro hasta que el espacio entre ellos es tan grande que la electricidad no puede brincar.

Con el tiempo, este brinco (llamado arco) desgasta los platinos. Para disminuir el arco se reduce el voltaje del circuito primario entre 5 y 9 voltios con un resistor que se coloca entre el switch y la bobina. Sin embargo, al poner en la marcha el motor se desvía eñ resistor para proporcionar la chispa más potente posible.

En los resistores de tipo termostático, el efectode resistencia se produce después de que se ha puesto en marcha el motor; la corriente de encendido calienta el elemento termostático y produce la resistencia.

Distribuidor con platinos

Está diseñado para abrir y cerrar el circuito primario del encendido y también distribuir el alto voltaje producido por la bobina a la bujía correcta en el momento correcto del ciclo del motor.

Los cables de las bujías se conectan a las torres de la tapa del distribuidor. Hay una torre más para la bobina.

El contacto de carbón del centro de la tapa toca el muelle del rotor.

Los contactos metálicos de la tapa del distribuidor conectan el rotor con los cables de las bujias.

El rotor gira con la flecha del distribuidor. El contacto metálico lleva corriente del contacto de carbón a los de la tapa. Algunos rotores tienen un contacto fijo de carbón y una muelle para asegurar el contacto directo.

El condensador funciona como una especie de amortiguador eléctrico para acumular ráfagas de corriente y reducir el arco (brinco) entre los platinos.

Los platinos constituyen un interruptor que conecta y desconecta la corriente de bajo voltaje que entra en la bobina.

La Flecha del distribuidor tiene una ranura para que el rotor se coloque sólo en una posición.

La placa de platinos se mueven con el diafragma de vacío para adelantar la chispa. Los platinos y el condensador fijos a la placa, hacen tierra a través de ella y del cuerpo del distribuidor.

El diafragma de vacío está conectado con una manguera al múltiple de admisión o a la base del carburador. El vacío del múltiple cambia la posición de la placa al variar la carga del motor.

Las abrazaderas sujetan la tapa del distribuidor, que tienen una ranura para que se instale en una sola posición.

Las abrazaderas de sujeción evitan que gire el cuerpo del distribuidor, lo que cambiaría el tiempo de encendido de la chispa de las bujías.

El engrane hace girar la flecha del distribuidor de la misma velocidad que el árbol de levas. En algunos motores, la flecha acciona la bomba del aceite; en otros, el engrane acciona tanto la bomba de aceite como el distribuidor.

La tapa del distribuidor es de plástico, la corriente de alto voltaje de la bomba pasa del contacto central del carbón al rotor. Los contactos metálicos de la tapa están conectados a los cables de las bujías.

Al girar el rotor, la corriente pasa del contacto de carbón a los contactos de las bujías. Algunos automóviles tienen un contacto de carbón con resorte que presiona contra un inserto metálico plano.

Cuando el rotor gira nunca toca los contactos para las bujías, pero la corriente de alto voltaje salta fácilmente el espacio que hay entre ellos.

Cómo funcionan los platinos.

Hay dos platinos uno movible y otro fijo. La leva de la flecha del distribuidor tiene un lóbulo para cada bujía. Al girar el distribuidor, la leva empuja el bloque de fibra que mueve el brazo y éste abre los platinos.

Una muelle cierra los platinos cuando la leva gira un poco más. Como el espacio entre los platinos cuando estos están totalmente abiertos es muy importante, se deben calibrar con gran presición. Esto se hace cambiando la posición de la placa en donde está sujeto el platino fijo.

Cuando se abren los platinos la electricidad brincará de un platino a otro mientras el espacio entre ellos no sea muy grande. Este brinco (llamado arco) pica y erosiona los platinos. El condensador almacena temporalmente las ráfagas de corriente y reduce la formación del arco.

Avance por vacío.

El avance de la chispa por vacío lo puede un diafragma conectado al cuerpo del distribuidor, en la mayoría de los motores, una manguera va de uno de los lados del diafragma a la base del carburador. Al abrirse más el papalote, el vacío parcial del múltiple flexiona el diafragma y hace girar la placa y los platinos.

Al cambiar de posición en relación con la leva, los platinos se abren antes y la chispa salta más pronto. Algunos motores tienen un diafragma secundario que mueve la placa en sentido opuesto para retardar la chispa. Al trabajar los dos diafragmas, uno en contra del otro, se obtiene el avance deseado de la chispa.

A altas velocidades del motor, el papalote del acelerador se abre totalmente y el vacío del múltiple baja al mínimo.

Avance centrífugo.

El avance centrífugo de la chispa entra en acción cuando el avance por vacío deja de funcionar. Al aumentar la velocidad del motor, los contrapesos se separan de la flecha. Estos están conectados a la leva de manera que, cuando se abren, la leva se mueve ligeramente en el sentido de rotación de la flecha del distribuidor. Esto hace que los platinos se abran más pronto de lo que harían a bajas velocidades del motor. En los distribuidores Delco que usan en los automóviles GM y algunos AMC, a baja velocidad, los contrapesos se mantienen pegados a la flecha y no varía el tiempo del encendido; a alta velocidad los contrapesos se separan y se adelanta el tiempo del encendido.

Encendido Electrónico

El sistema de encendido electrónico funciona con unos dispositivos no mecánicos llamados transistores. El transistor usa una corriente muy débil para interrumpir el paso de una corriente muy elevada.

Los diversos sistemas de encendido electrónico difieren en la manera de generar esta débil corriente.

En uno de los sistemas de la Chrysler, la flecha de distribuidor hace girar un reluctor parecido a un engrane. Cuando los dientes del reluctor pasan por la bobina magnética del distribuidor, se genera un débil impulso eléctrico. Este impulso conecta y desconecta el transistor, e impide que pase la corriente de bajo voltaje por el embobinado primario.

Otros sistemas generan la débil corriente necesaria para conectar y desconectar el transistor mediante detectores metálicos, diodos emisores de luz (LED), o el efecto HALL.

Los transistores no tienen partes móviles que se gasten o necesiten lubricación; no se pican ni se queman y controlan voltajes mucho más altos que los platinos. La capacidad para dejar pasar altos voltajes a la bobina hace que este sistema produzca un voltaje más elevado, que salta un espacio más grande entre los electrodos de la bujía. Con ello se produce la potente chispa necesaria para inflamar las mezclas pobres en los motores modernos que no tienen computadora. Esta chispa de alto voltaje también podrá saltar un espacio grande entre los electrodos de una bujía desgastada.

La tapa de la bobina está en el centro de la tapa del distribuidor. 

La bobina en la mayoría de los distribuidores HEI, está en la tapa del distribuidor. Tiene al rededor de cien vueltas del embobinado primario y varios miles del secundario, devanadas en un marco de hierro que se convierte en imán cuando pasa corriente por el embobinado primario. Cuando se interrumpe la corriente, se contrae el campo magnético y se inducen al rededor de 35,000 voltios en el embobinado secundario.

La tapa del distribuidor HEI (más grande que la de un distribuidor común) sujeta los cables de alto voltaje de las bujías y determina el tamaño del distribuidor. Debido al alto voltaje, se requiere mayor espacio entre los contactos de los cables de las bujías para evitar que se forme un arco entre los contactos.

El rotor, que está dentro de la tapa del distribuidor, envía la corriente de la bobina a las bujías.

El mecanísmo de avance centrífugo esta bajo el rotor, en la parte superior de la flecha. Cuando más rápidamente gire ésta, la fuerza centrífuga abrirá más los contrapesos y avanzará el tiempo de encendido.

El núcleo sincronizador que está debajo del mecanísmo de avance, gira con la flecha del distribuidor, cuando los dientes externos del núcleo se alínean con los dientes internos de la pieza polar fija, se genera un impulso de voltaje que concreta el transistor.

El captador magnético tiene un imán permanente con dientes internos. La bobina captadora genera el impulso del tiempo de encendido cuando se alinea con los dientes.

El módulo de control contiene el transistor. Como está sellado con resina epóxica no se puede reparar por lo que deberá repararse si se estropea.

El capacitor elimina la interferencia en el radio.

El diafragma de vacío mueve la pieza polar y el captador que está en la placa de la base para adelantar el tiempo de encendido. Muchos automóviles actuales tienen una computadora para ajustar este tiempo.

El transistor se conecta cuando pasa un voltaje específico por un circuito que va de la base al emisor y hace que pase una corriente más alta de la base al colector. Cuando deja de pasar corriente entre la base y el emisor, también deja de pasar corriente entre la base y el colector, y el transistor se desconecta.

Encendido por transistores.

Con excepción de los sistemas Delco HEI integrados, la mayoría de los sostemas de encendido electrónico emplean una caja de control externa que contiene el transistor y otros componentes. El distribuidor y la bobina son parecidos a los que se usan en sistemas con platinos, pero difieren de aquellos en que tienen las terminales de los cables de las bujías más separadas para evitar arcos de corriente de alto voltaje entre terminales adyacentes.

Captador magnético.

El captador magnético se usa en los sistemas de encendido electrónico de la Chrysler y en muchos otros que se instalan como equipo de fábrica. En el sistema de Chrysler se mueve un reluctor cuyos dientes pasan por la bobina del captador magnético con el fin de producir impulsos eléctricos que conectan el transistor que está en la caja de control.

El efecto HALL

El efecto HALL es un cambio de voltaje que se produce cuando un conductor rectangular que lleva corriente cruza un campo magnético que es perpendicular al flujo de la corriente. Este cambio de voltaje conecta el transistor puesto que la velocidad a la que se cruza el rectángulo y el imán no tiene nungún efecto en el cambio del voltaje, la eficacia del distribuidor de efecto HALL es constante a cualquier velocidad del motor.

Los gatillos ópticos

Los gatillos ópticos para los sistemas de encendido electrónico dirigen la luz del diodo emisor hacia el diodo sensible a la luz. Mientras el diodo sensible vea la luz, la corriente pasa. El distribuidor hace girar un disco ranurado entre los diodos que obstruye intermitentemente el paso de luz y conecta el transistor.

El gatillo óptico se usa también en sistemas de encendido electrónico que reemplaza el sistema de encendido con platinos.

El sensor de proximidad

El sensor de proximidad se usa en los equipos de reemplazo PRESTOLITE y MOTORCRAFT. La caja de control externa envía corriente oscilante a la varilla sensora y crea un campo electromagnético. Cuando un diente de la rueda no conductora del gatillo cubre la varilla de metal, el campo magnético disminuye. Esto modifica la corriente que pasa por la varilla sensora y conecta el transistor que está en la caja de control.

La bobina magnética

La bobina magnética se usa en los sistemas MOTORCRAFT que se instalan como equipo de fábrica en los automóviles Ford y en algunos AMC. Cuando los dientes de la armadura de hierro pasan por la bobina del captador magnético, inducen un débil voltaje a la bobina y ésta conecta el transistor que está en la caja de control externa.

Funcionamiento de las bujías

Las bujías producen la chispa que inflama la mezcla de aire y gasolina que está en la cámara de combustión. Cada bujía consiste en una varilla de metal -electrodo central- cubierta por un aislador de cerámica.

El extremo interior del aislador está encajado en un cuerpo de metal enroscado que se atornilla en la cabeza. Hay otro electrodo soldado al cuerpo y separado del electrodo central por un pequeño espacio (abertuta). La corriente de alto voltaje fluye del distribuidor al electrodo central y brinca es espacio en forma de chispa.

Para quie el motor tenga un rendimiento adecuado, la chispa debe ser de intensidad y duración suficientes para inflamar la mezcla con eficiencia. Cuanto más grande sea la abertura, más intensa será la chispa; pero las aberturas grandes requieren mayor voltaje para producirla. Cada motor tiene una abertura específica en las bujías que varía entre 0.50 mm (0.020 pulg.) y 2.03 mm (0.080 pulg.).

Como los electrodos se erosionan con el uso, la abertura se debe revisar periódicamente, ya que si es muy grande, no habrá voltaje suficiente para que la chispa salte y, al contrario, si es muy pequeña, la chispa no será lo bastante intensa para inflamar la mezcla de gasolina. Para calibrar la bujía se dobla el electrodo lateran. 

La chispa también se debilita si hay polvo, aceite o agua en el exterior del aislador de cerámica, si éste está agrietado, o si los electrodos están sucios. En tales circunstancias la corriente de alto voltaje ya no pasa del cable a la cabeza del motor por el camino normal, sino que se desvía. A estas desviaciones de corriente se les llama saltos o brincos. Una bujía deficiente aumenta en consumo de gasolina entre 10 y 15% en cuanto a motores V-8 y de 25 a 35% en los de cuatro cilindros.

Conexión del cable.

El capuchón de hule se coloca en la conexión que está entre el cable y la terminal de la bujía. Mantiene limpio el aislador e impide que la corriente salte por el exterior de la bujía. Este salto o brinco de la corriente se puede ver en la noche o en lugares oscuros.

Paso de corriente

El paso normal de corriente se efectúa a los largo del electrodo central, a través de la abertura (en forma de chispa) y por el electrodo lateral hacia la cabeza. La electricidad sale del motor al chasis del automóvil por un cable de tierra y regresa después al acumulador, conectado a tierra en el bastidor.

Cables de bujía.

La corriente de alto voltaje que pasa por cables sin blindaje genera ondas de radio que se pueden interferir en la recepción de las ondas de radio, TV y radar. El cable TVRS (supresión para radio y televisión), que es de fibra de vidrio, lino u otra fibra no metálica impregnada con carbón, elimina esta interferencia. Nunca tuerza o jale un cable TVRS porque el conductor de fibra se puede romper y cuando lo cambie, siempre jale el capuchón, no el cable. El cable blindado es más resistente que un TVRS pero es difícil encontrarlo en el mercado.

Cómo escoger las bujías adecuadas.

Tamaños de bujías

Las bujías de alcance largo se usan en los motores de cbeza gruesa, pues en una cabeza delgada penetran demasiado en la cámara de combustión y el pistón chocaría con ellas. Además se formarían, en la rosca expuesta, depósitos de carbón que dificultaría el cambio de las bujías.

Las bujías de alcance corto se usan en motores de cabeza delgada, ya que en una cabeza gruesa los electrodos quedarían muy arriba y no se produciría la chispa necesaria para el encendido correcto, también se formarían en las roscas depósitos de carbón que dificultarían el cambio de las bujías.

Las bujías de asiento cónico no necesitan junta, se atornillan con los orificios de la cabeza formando un sello hermético y por lo general, son más delgadas que las bujías que llevan junta, con el fin de instalar válvulas o camisas de agua más grandes.

Las bujías de apertura grande producen una chispa más intensa para inflamar la mezcla pobre de algunos motores modernos que tienen controles anticontaminantes. La abertura de estas bujías varía de 1.25 a 2mm (0.050 a 0.080 pulg.) y requieren un sistema de encendido de muy alto voltaje.

Gama de calor.

Las bujías frías tienen la punta del aislador corta y el recorrido del calor es muy directo. Se usan para manejo de alta velocidad, con el fin de evitar el cascabeleo.

Las bujías calientes tienen la punta del aislador muy larga y el recorrido del calor no es directo. La punta quema los depósitos que se forman al manejar a baja velocidad.

Fuente: Federal Mogul Institute (FMI-12)

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