Se utiliza una bobina de encendido en el sistema de encendido de un motor de encendido por chispa para transformar el voltaje de la batería a voltajes mucho más altos necesarios para operar las bujías . Luego, las bujías utilizan esta ráfaga de electricidad de alto voltaje para encender la mezcla de aire y combustible .
La bobina de encendido está construida con dos juegos de bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro. Los motores más antiguos suelen utilizar una única bobina de encendido cuya salida es dirigida a cada cilindro por un distribuidor , un diseño que todavía se utiliza en varios motores pequeños (como los motores de 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 tanto, no tienen bobinas de encendido.
Una bobina de encendido consta de un núcleo de hierro rodeado por dos bobinas ( devanados ) hechas de alambre de cobre. El devanado primario tiene relativamente pocas vueltas de alambre pesado, mientras que el devanado secundario consta de miles de vueltas de alambre más pequeño y está aislado del alto voltaje mediante esmalte en los alambres y capas de aislamiento de papel engrasado.
Cuando el circuito eléctrico conectado desde la fuente de energía (por ejemplo, la batería del automóvil) al devanado primario se cierra (mediante 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 cargada la bobina, 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 los cables de las bujías ), 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/combustible.
Los sistemas de encendido electrónico modernos funcionan utilizando el mismo principio de carga de un circuito eléctrico, sin embargo, utilizan un condensador cargado a alrededor de 400 voltios, [ cita necesaria ] 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 cortadora de césped) a 40 kV (para un motor más grande). [ cita necesaria ]
Un sistema moderno de chispa única tiene una bobina por bujía. Para evitar chispas prematuras al inicio del pulso primario, se instala un diodo o un explosor secundario en la bobina para bloquear el pulso inverso que de otro modo se formaría. En los sistemas de chispas desperdiciadas 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/combustible (ya que ese cilindro está desfasado 180 grados). [1]
Antiguamente, las bobinas de encendido se fabricaban con devanados de alto voltaje aislados con barniz y papel, insertados en una lata de acero trefilado y llenos de aceite o asfalto para aislamiento y protección contra la humedad. ¿ Más tarde , cuando? ] , las bobinas de encendido se fundieron en resinas epoxi cargadas , que penetran los huecos que se forman dentro de los devanados.
La bobina de encendido generalmente se inserta en una lata de metal o en una caja de plástico con terminales aislados para las conexiones de alto 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 el 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 bobinas de encendido más antiguos utilizaban una única bobina compartida por todas las bujías (a través de un distribuidor ). Hubo algunas excepciones, como el Saab 92 y el Wartburg 353 que usaban una bobina separada para cada cilindro y el Citroën 2CV de 1948 que usaba un sistema de chispa desperdiciada con una bobina de encendido de doble extremo y sin distribuidor.
Desde la década de 1990, los sistemas de encendido han cambiado en su mayoría a un diseño en el que se omite el distribuidor y el encendido se controla electrónicamente. En estos sistemas sin distribuidor, se utilizan múltiples bobinas de encendido más pequeñas, generalmente en forma de una bobina para cada cilindro o un sistema de chispa desperdiciada con una bobina para cada par de cilindros.
Las bobinas de encendido para estos se pueden combinar en una sola carcasa (un paquete de bobinas ) y ubicarse lejos de las bujías; sin embargo, es cada vez más común el uso de sistemas de bobina sobre bujía , en los que las bobinas de encendido individuales son unidades pequeñas 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.