Función y principio de funcionamiento de la bobina de encendido
La bobina de encendido de un automóvil es un componente clave en el sistema de encendido del vehículo.
La bobina de encendido de un automóvil se encarga principalmente de convertir el bajo voltaje (generalmente 12 voltios) suministrado por la batería del vehículo en un alto voltaje (generalmente decenas de miles de voltios) para generar una chispa que encienda la mezcla de combustible en los cilindros del motor. La bobina de encendido funciona según el principio de inducción electromagnética, convirtiendo la electricidad de bajo voltaje en electricidad de alto voltaje para garantizar el funcionamiento normal y una combustión uniforme del motor. La bobina de encendido de un automóvil se compone principalmente de la bobina de encendido y el interruptor.
La bobina de encendido convierte la electricidad de bajo voltaje del vehículo en alta tensión porque tiene la misma forma que un transformador común y la relación de espiras entre la bobina primaria y la secundaria es elevada. Sin embargo, su funcionamiento difiere del de un transformador común. Este último opera de forma continua, mientras que la bobina de encendido lo hace de forma intermitente. Almacena y libera energía repetidamente a diferentes frecuencias, según la velocidad del motor.
Cuando la bobina primaria se conecta a la fuente de alimentación, se genera un campo magnético intenso a su alrededor a medida que aumenta la corriente, y el núcleo de hierro almacena la energía de dicho campo. Al desconectar el circuito de la bobina primaria mediante un interruptor, el campo magnético de esta bobina se disipa rápidamente, induciendo una tensión muy alta en la bobina secundaria. 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 la tensión inducida por la bobina secundaria.
Las bobinas de encendido se clasifican en dos tipos según sus circuitos magnéticos: tipo magnético abierto y tipo magnético cerrado.
Bobina de encendido de circuito magnético abierto
La bobina de encendido de circuito abierto generalmente tiene una estructura cilíndrica. Está compuesta por varias láminas de acero al silicio apiladas para formar un núcleo en forma de varilla, con la bobina secundaria y la bobina primaria enrolladas respectivamente en la parte exterior del núcleo. La bobina secundaria tiene un diámetro de alambre esmaltado de 0,05 a 1 mm, con 20 000 a 30 000 vueltas. El diámetro del alambre de la bobina primaria es de 0,5 a 1 mm, tiene un grosor mayor que la bobina secundaria y solo tiene de 150 a 300 vueltas. La bobina primaria está enrollada en la parte exterior de la bobina secundaria, por lo que el cambio en el flujo magnético generado por la bobina secundaria es exactamente el mismo que el de la bobina primaria. Las direcciones de bobinado de la bobina primaria y la secundaria son las mismas. El extremo inicial de la bobina secundaria se conecta al conector de salida de alto voltaje, y su extremo se conecta al extremo inicial de la bobina primaria y al terminal "+" de la carcasa. El extremo de la bobina primaria está conectado al terminal "I" de la carcasa y al colector del transistor de potencia dentro del encendedor. El encendedor controla el encendido y apagado de la corriente en la bobina primaria.
Bobina de encendido de circuito magnético cerrado
El núcleo de una bobina de encendido de circuito magnético cerrado está encerrado, y todo el flujo magnético pasa a través de su interior. La permeabilidad magnética del núcleo es aproximadamente diez mil veces mayor que la del aire. Por lo tanto, para que una bobina de encendido de circuito magnético abierto alcance el mismo flujo magnético que una de circuito magnético cerrado, su bobina primaria debe tener una fuerza electromotriz (FEM) relativamente alta (amperios-vuelta). En consecuencia, se deben utilizar bobinas primarias con más vueltas y diámetros de alambre mayores. El número de vueltas en la bobina primaria es elevado. Si se desea lograr la misma relación de vueltas, también es necesario aumentar el número de vueltas en la bobina secundaria. Por lo tanto, la miniaturización de la bobina de encendido de circuito abierto es imposible. Por el contrario, en el caso de una bobina de encendido de circuito magnético cerrado, debido a su baja resistencia magnética, se puede reducir eficazmente la FEM y miniaturizar la bobina de encendido. Actualmente, la bobina de encendido de circuito magnético cerrado se ha miniaturizado considerablemente y puede combinarse con el módulo de encendido o incluso integrarse con la bujía. La bujía enciende el gas comprimido inflamable en el cilindro. La bobina de encendido tradicional es de tipo magnético abierto. Su núcleo está formado por láminas de acero al silicio de aproximadamente 0,3 milímetros de espesor, y las bobinas primaria y secundaria se enrollan alrededor del núcleo. El tipo magnético cerrado utiliza un núcleo de hierro con forma de tipo III para enrollar la bobina primaria, y luego enrolla la bobina secundaria en el exterior. Las líneas del campo magnético forman un circuito magnético cerrado mediante el núcleo de hierro. Las ventajas de la bobina de encendido magnética cerrada son una menor fuga magnética, una menor pérdida de energía y un tamaño más reducido. Por lo tanto, la bobina de encendido magnética cerrada se utiliza ampliamente en sistemas de encendido electrónico.
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