Bobina de encendido.
Con el desarrollo de los motores de gasolina para automóviles hacia altas velocidades, alta relación de compresión, alta potencia, bajo consumo de combustible y bajas emisiones, el sistema de encendido tradicional ya no satisface las necesidades actuales. Los componentes principales del sistema de encendido son la bobina de encendido y el interruptor. Al mejorar la energía de la bobina, la bujía puede generar una chispa con la energía suficiente, lo cual es fundamental para que el sistema de encendido se adapte al funcionamiento de los motores modernos.
Generalmente, la bobina de encendido contiene dos conjuntos de bobinas: la bobina primaria y la bobina secundaria. La bobina primaria utiliza un alambre esmaltado más grueso, generalmente de 0,5 a 1 mm, con entre 200 y 500 vueltas; la bobina secundaria utiliza un alambre esmaltado más delgado, generalmente de 0,1 mm, con entre 15 000 y 25 000 vueltas. Un extremo de la bobina primaria se conecta a la alimentación de baja tensión (+) del vehículo, y el otro extremo se conecta al interruptor (disyuntor). Un extremo de la bobina secundaria se conecta a la bobina primaria, y el otro extremo se conecta a la salida de la línea de alta tensión para proporcionar alta tensión.
La razón por la que la bobina de encendido puede convertir el bajo voltaje en alto voltaje en un automóvil es que tiene la misma forma que un transformador común, y la bobina primaria tiene una relación de espiras mayor que la secundaria. Sin embargo, el modo de funcionamiento de la bobina de encendido es diferente al de un transformador común. La frecuencia de funcionamiento de un transformador común es fija de 50 Hz, también conocido como transformador de frecuencia industrial, mientras que la bobina de encendido funciona por pulsos, pudiendo considerarse un transformador de pulsos. Almacena y descarga energía repetidamente según las diferentes velocidades del motor y a distintas frecuencias.
Cuando se activa la bobina primaria, se genera un fuerte campo magnético a su alrededor a medida que aumenta la corriente, y la energía de este campo magnético se almacena en el núcleo de hierro. Al desconectar el circuito de la bobina primaria, el campo magnético de esta se disipa 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 entre ambas bobinas, mayor es el voltaje inducido por la bobina secundaria.
Tipo bobina
Según su circuito magnético, la bobina de encendido se divide en dos tipos: de campo magnético abierto y de campo magnético cerrado. La bobina de encendido tradicional es de campo magnético abierto, con un núcleo de hierro recubierto de láminas de acero al silicio de 0,3 mm de espesor y bobinas primaria y secundaria alrededor del núcleo. La bobina de campo magnético cerrado utiliza un núcleo de hierro de tamaño similar al III alrededor de la bobina primaria, con la bobina secundaria enrollada en el exterior, y el campo magnético se genera en el núcleo de hierro. Las ventajas de la bobina de encendido de campo magnético cerrado son una menor fuga magnética, una mínima pérdida de energía y un tamaño reducido, por lo que los sistemas de encendido electrónico suelen utilizar este tipo de bobina.
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: un microprocesador, diversos sensores y actuadores de encendido.
De hecho, en los motores modernos, tanto el sistema 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, el sensor de detonación, etc. Entre ellos, el sensor de detonación es un sensor muy importante para el encendido controlado electrónicamente (especialmente en motores con turbocompresor), que monitoriza si el motor está detonando y su grado, proporcionando una señal de retroalimentación a la ECU para que inicie el encendido con antelación, evitando así la detonación 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 secuencialmente según la secuencia de encendido. Dado que el circuito de encendido electrónico se encarga del encendido y apagado de la bobina primaria, el distribuidor prescinde del interruptor y solo cumple la función de distribuir el alto voltaje.
Encendido de dos cilindros
El encendido en motores de dos cilindros implica que ambos cilindros comparten una única bobina de encendido, por lo que este tipo de encendido solo puede utilizarse en motores con un número par de cilindros. En un motor de cuatro cilindros, cuando los pistones de ambos cilindros se encuentran cerca del punto muerto superior (PMS) simultáneamente (uno en compresión y el otro en escape), las dos bujías comparten la misma bobina de encendido y se activan al mismo tiempo. En este caso, se produce un encendido efectivo en una mezcla de alta presión y baja temperatura, mientras que en la otra se produce un encendido ineficaz en los gases de escape, que presentan baja presión y alta temperatura. Por lo tanto, la resistencia entre los electrodos de las bujías es completamente diferente, y la energía generada no es la misma, lo que resulta en una energía mucho mayor para el encendido efectivo, que representa aproximadamente el 80 % de la energía total.
Encendido independiente
El método de encendido independiente asigna una bobina de encendido a cada cilindro, la cual se instala directamente sobre la bujía, eliminando así el cable de alta tensión. Este método logra un encendido preciso mediante el sensor del árbol de levas o la monitorización de la compresión del cilindro, siendo adecuado para motores de cualquier número de cilindros, especialmente para aquellos con cuatro válvulas por cilindro. Gracias a que la bobina de encendido y la bujía se pueden montar en el centro del árbol de levas en cabeza doble (DOHC), se aprovecha al máximo el espacio disponible. Al eliminar el distribuidor y la línea de alta tensión, se minimizan las pérdidas por conducción y fugas de energía, evitando el desgaste mecánico. La bobina de encendido y la bujía de cada cilindro se ensamblan juntas, y la carcasa metálica externa reduce considerablemente las interferencias electromagnéticas, garantizando el correcto funcionamiento del sistema de control electrónico del motor.
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