Bobina de encendido.
Con el desarrollo de los motores de gasolina para automóviles, orientados a la alta velocidad, alta relación de compresión, alta potencia, bajo consumo de combustible y bajas emisiones, el dispositivo de encendido tradicional ha dejado de satisfacer las necesidades de uso. Los componentes principales del dispositivo de encendido son la bobina de encendido y el dispositivo de conmutación, que mejoran la energía de la bobina de encendido y permiten que la bujía produzca suficiente chispa, condición fundamental para que el dispositivo de encendido se adapte al funcionamiento de los motores modernos.
La bobina de encendido suele tener dos juegos de bobinas: la bobina primaria y la bobina secundaria. La bobina primaria utiliza un cable esmaltado más grueso, generalmente de 0,5 a 1 mm, con unas 200 a 500 espiras; la bobina secundaria utiliza un cable esmaltado más fino, generalmente de 0,1 mm, con unas 15 000 a 25 000 espiras. Un extremo de la bobina primaria se conecta a la fuente de alimentación de baja tensión (+) del vehículo y el otro al interruptor (disyuntor). Un extremo de la bobina secundaria se conecta a la bobina primaria y el otro a la salida de la línea de alta tensión para generar alta tensión.
La bobina de encendido puede convertir el bajo voltaje en alto en un automóvil porque tiene la misma forma que un transformador convencional, y la bobina primaria tiene una relación de espiras mayor que la secundaria. Sin embargo, su modo de funcionamiento es diferente al del transformador convencional: su frecuencia de trabajo es fija a 50 Hz, también conocido como transformador de frecuencia industrial. La bobina de encendido funciona por pulsos, lo que puede considerarse un transformador de pulsos, y se adapta a las diferentes velocidades del motor y a las diferentes frecuencias de almacenamiento y descarga de energía repetida.
Al activarse la bobina primaria, se genera un intenso campo magnético a su alrededor a medida que aumenta la corriente, cuya energía se almacena en el núcleo de hierro. Cuando el dispositivo de conmutación desconecta el circuito de la bobina primaria, su campo magnético decae rápidamente y la bobina secundaria detecta un alto voltaje. Cuanto más rápido desaparece el campo magnético de la bobina primaria, mayor es la corriente en el momento de la desconexión, y cuanto mayor es la relación de espiras de las dos bobinas, mayor es el voltaje inducido por la bobina secundaria.
Tipo de bobina
Las bobinas de encendido, según su circuito magnético, se dividen en abiertas y cerradas. La bobina tradicional es abierta y su núcleo de hierro está recubierto con láminas de acero al silicio de 0,3 mm, con bobinas primaria y secundaria alrededor. La bobina cerrada utiliza un núcleo de hierro similar a III alrededor de la bobina primaria, enrollándola en el exterior, formando la línea de campo magnético. Las ventajas de la bobina cerrada son la menor fuga magnética, la menor pérdida de energía y su pequeño tamaño, por lo que los sistemas de encendido electrónico suelen utilizarla.
Encendido por control numérico
En los motores de gasolina de alta velocidad de los automóviles modernos, se ha adoptado un sistema de encendido controlado por microprocesador, también conocido como sistema de encendido electrónico digital. Este sistema consta de tres partes: una microcomputadora (computadora), diversos sensores y actuadores de encendido.
De hecho, en los motores modernos, tanto el subsistema de inyección de gasolina como el de encendido están controlados por la misma ECU, que comparte un conjunto de sensores. Estos sensores son básicamente los mismos que los del sistema de inyección de gasolina controlado electrónicamente, como el sensor de posición del cigüeñal, el sensor de posición del árbol de levas, el sensor de posición del acelerador, el sensor de presión del colector de admisión y el sensor de desdetonación. Entre ellos, el sensor de desdetonación es fundamental para el encendido controlado electrónicamente (especialmente en motores con turbocompresor). Este sensor monitoriza la desdetonación del motor y su grado de desdetonación, y actúa como señal de retroalimentación para que la ECU ordene el encendido con antelación, evitando así la desdetonación del motor y logrando una mayor eficiencia de combustión.
El sistema de encendido electrónico digital (ESA) se divide en dos tipos según su estructura: con distribuidor y sin distribuidor (DLI). El sistema de encendido electrónico con distribuidor utiliza una sola bobina de encendido para generar alto voltaje, y luego el distribuidor enciende la bujía de cada cilindro, uno por uno, según la secuencia de encendido. Dado que el circuito de encendido electrónico realiza la activación y desactivación de la bobina primaria, el distribuidor elimina el disyuntor y solo cumple la función de distribución de alto voltaje.
encendido de dos cilindros
El encendido de dos cilindros significa que dos cilindros comparten una sola bobina de encendido, por lo que este tipo de encendido solo se puede usar en motores con un número par de cilindros. Si en una máquina de 4 cilindros, cuando dos pistones de cilindro están cerca del PMS al mismo tiempo (uno es compresión y el otro es escape), dos bujías comparten la misma bobina de encendido y se encienden al mismo tiempo, entonces una es encendido efectivo y la otra es encendido ineficaz, el primero está en la mezcla de alta presión y baja temperatura, el segundo está en el gas de escape de baja presión y alta temperatura. Por lo tanto, la resistencia entre los electrodos de bujía de los dos es completamente diferente y la energía generada no es la misma, lo que resulta en una energía mucho mayor para el encendido efectivo, representando aproximadamente el 80% de la energía total.
Encendido separado
El método de encendido independiente asigna una bobina a cada cilindro, la cual se instala directamente sobre la bujía, eliminando así la necesidad de un cable de alta tensión. Este método de encendido se logra mediante el sensor del árbol de levas o monitoreando la compresión del cilindro para lograr un encendido preciso. Es adecuado para motores de cualquier número de cilindros, especialmente para motores con 4 válvulas por cilindro. Dado que la combinación de bujía y bobina se puede montar en el centro del árbol de levas doble en cabeza (DOHC), se aprovecha al máximo el espacio entre cilindros. Gracias a la eliminación del distribuidor y la línea de alta tensión, la pérdida de energía por conducción y fugas es mínima, no hay desgaste mecánico y la bobina y la bujía de cada cilindro están ensambladas. El encapsulado metálico externo reduce considerablemente la interferencia electromagnética, lo que garantiza el funcionamiento normal del sistema de control electrónico del motor.
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