En el sistema de encendido de un motor de encendido por chispa se utiliza una bobina de encendido para transformar el voltaje de la batería en voltajes mucho más altos necesarios para hacer funcionar las bujías . Las bujías utilizan esta ráfaga de electricidad de alto voltaje para encender la mezcla de aire y combustible .
La bobina de encendido está formada por dos conjuntos de bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro. Los motores más antiguos suelen utilizar una única bobina de encendido cuya salida se dirige a cada cilindro mediante un distribuidor , un diseño que todavía se utiliza en varios motores pequeños (como los motores de las cortadoras de césped). Los motores de los automóviles modernos suelen utilizar un sistema sin distribuidor (como el de bobina sobre bujía ), en el que cada cilindro tiene su propia bobina de encendido.
Los motores diésel utilizan encendido por compresión y, por lo tanto, no tienen bobinas de encendido.
Una bobina de encendido consta de un núcleo de hierro rodeado de dos bobinas ( devanados ) hechas de alambre de cobre. El devanado primario tiene relativamente pocas vueltas de alambre grueso, mientras que el devanado secundario consta de miles de vueltas de alambre más pequeño y está aislado del alto voltaje por esmalte en los cables y capas de aislamiento de papel aceitado.
Cuando el circuito eléctrico conectado desde la fuente de energía (por ejemplo, la batería del automóvil) al devanado primario se cierra (por un disyuntor o transistor ), la corriente fluye a través del devanado primario, lo que produce un campo magnético alrededor del núcleo. Este flujo de corriente dura un período de tiempo para acumular energía en la bobina. Una vez que la bobina está cargada, el circuito se abre y la oscilación resultante en el campo magnético induce un alto voltaje en el devanado secundario. Esta electricidad de alto voltaje viaja a través de varios componentes (como un distribuidor y cables de bujía ), antes de llegar a la bujía , donde se utiliza para encender la mezcla de aire y combustible.
El momento de la apertura del circuito debe coordinarse con la rotación del motor, de modo que la ráfaga de electricidad de alto voltaje se produzca en el momento óptimo para encender la mezcla de aire y combustible.
Los sistemas de encendido electrónico modernos funcionan con el mismo principio de carga de un circuito eléctrico, pero utilizan un condensador cargado a unos 400 voltios, [ cita requerida ] en lugar de utilizar la carga por inducción de una bobina de encendido. Los voltajes de salida típicos de las bobinas de encendido modernas varían de 15 kV (para un motor de cortacésped) a 40 kV (para un motor más grande). [ cita requerida ]
Un sistema moderno de chispa única tiene una bobina por bujía. Para evitar la formación prematura de chispas al comienzo del pulso primario, se instala un diodo o un espacio entre chispas secundario en la bobina para bloquear el pulso inverso que de otro modo se formaría. En los sistemas de chispa perdida más antiguos para motores de cuatro tiempos, el devanado secundario de la bobina de encendido tiene dos terminales de salida, los cuales se conectan a una bujía. El pulso inverso activa la bujía en un cilindro que no contiene mezcla de aire y combustible (ya que ese cilindro está desfasado 180 grados). [1]
Antiguamente, las bobinas de encendido se fabricaban con bobinados de alto voltaje aislados con barniz y papel, insertados en una lata de acero estirado y llenos de aceite o asfalto para aislarlos y protegerlos de la humedad. Más tarde [ ¿cuándo? ] , las bobinas de encendido se fundieron en resinas epoxi rellenas , que penetran en cualquier hueco que se forme dentro de los bobinados.
La bobina de encendido generalmente se inserta en una lata de metal o caja de plástico con terminales aislados para las conexiones de alto voltaje y bajo voltaje.
Los primeros automóviles utilizaban un sistema de encendido por magneto , debido a la falta de una fuente de energía eléctrica (por ejemplo, una batería) en el automóvil. Las bobinas de encendido reemplazaron al encendido por magneto en los automóviles nuevos a medida que las baterías se convirtieron en una inclusión común en los automóviles (para el arranque y la iluminación). En comparación con el encendido por magneto, un sistema de bobina de encendido puede proporcionar una chispa de alto voltaje a bajas velocidades del motor (RPM), lo que facilita el arranque. [2]
La mayoría de los sistemas de bobina de encendido más antiguos utilizaban una sola bobina compartida por todas las bujías (a través de un distribuidor ). Hubo algunas excepciones, como el Saab 92 y el Wartburg 353, que utilizaban una bobina independiente para cada cilindro, y el Citroën 2CV de 1948, que utilizaba un sistema de chispa perdida con una bobina de encendido de doble extremo y sin distribuidor.
Desde la década de 1990, los sistemas de encendido han adoptado un diseño en el que se prescinde del distribuidor y, en su lugar, el encendido se controla electrónicamente. En estos sistemas sin distribuidor, se utilizan varias bobinas de encendido más pequeñas, normalmente en forma de una bobina para cada cilindro o un sistema de chispa perdida con una bobina para cada par de cilindros.
Las bobinas de encendido de estos sistemas se pueden combinar en una sola carcasa (un paquete de bobinas ) y ubicarse lejos de las bujías; sin embargo, cada vez es más común utilizar sistemas de bobina sobre bujía , en los que las bobinas de encendido individuales son pequeñas unidades unidas directamente a la parte superior de cada bujía. Una ventaja de los sistemas de bobina sobre bujía es que, en caso de falla, se puede reemplazar una sola bobina de encendido en lugar de reemplazar innecesariamente las bobinas de todos los demás cilindros.