Un sistema de chispa perdida es un tipo de sistema de encendido utilizado en algunos motores de combustión interna de cuatro tiempos . En un sistema de chispa perdida, las bujías se encienden en pares, con una bujía en un cilindro en su carrera de compresión y la otra bujía en un cilindro en su carrera de escape. La chispa adicional durante la carrera de escape no tiene ningún efecto y, por lo tanto, se "desperdicia". Este diseño reduce a la mitad la cantidad de componentes necesarios en un sistema de encendido típico, mientras que la chispa adicional, contra una resistencia dieléctrica muy reducida, apenas afecta la vida útil de los componentes de encendido modernos. [1] En un motor típico, solo se requieren alrededor de 2 a 3 kV para encender el cilindro en su carrera de escape. La energía restante de la bobina está disponible para encender la bujía en el cilindro en su carrera de compresión (normalmente alrededor de 8 a 12 kV).
Quizás la ventaja más significativa del sistema, en comparación con los sistemas de bobina única y distribuidor, es que elimina el distribuidor de alta tensión . [2] Esto mejora significativamente la confiabilidad, ya que muchos problemas con un sistema convencional son causados por el distribuidor afectado por la humedad de la lluvia o la condensación, la acumulación de suciedad y la degradación de los materiales aislantes con el tiempo. Aunque los sistemas de bobina enchufable ofrecerían más tarde esta misma ventaja, no estuvieron disponibles hasta 30 años después. Los sistemas enchufables aumentan la cantidad de bobinas necesarias, aumentan el calor que estas bobinas deben sobrevivir y, por lo tanto, requieren materiales más sofisticados y costosos para sobrevivir al uso rutinario.
Los sistemas de chispa perdida aún requieren una señal de sincronización del cigüeñal. En un motor de cuatro tiempos convencional, esta señal también debe observar la fase del árbol de levas en relación con el cigüeñal, por lo que los interruptores de contacto normalmente se activan desde el árbol de levas y el accionamiento del distribuidor. Con una chispa perdida, se puede utilizar el cigüeñal en su lugar, ya que el sistema dispara en ambos tiempos ascendentes. Simplifica los arreglos mecánicos ya que no hay accionamiento del distribuidor y la leva del interruptor de contacto se puede fijar al cigüeñal. Aunque todavía se requiere un engranaje reductor 2:1 para operar el árbol de levas y las válvulas, la precisión de este accionamiento ahora es menos crítica (la sincronización del encendido es más crítica para el rendimiento del motor que la sincronización de las válvulas): los motores continúan funcionando adecuadamente incluso con transmisiones de árboles de levas desgastadas y sincronización imprecisa.
Este sistema ha sido ampliamente utilizado, incluyendo motores como el motor MG MG6 1.8T; motor Mitsubishi Evolution 4G63 , motor Fiat 126 , motores de seis cilindros en línea Mercedes-Benz (M104.94x, M104.98x, M104.99x); motores Buick 3800 (LN3 y más nuevos); Harley-Davidson V-Twin ; motocicletas BMW refrigeradas por aire ; motores Citroën 2CV , Mazda B ; Chrysler V10 ; motor GY6 ; Volkswagen Golf Mk3 2.8 VR6 (distinto del 2.0); cuatro cilindros Saturn Corporation ; Toyota 5VZ-FE V6; Toyota 5E-FE y motores Chrysler 1.8, 2.0 y 2.4 . Algunos motores Ford también lo hacen. Muchos motores de motocicletas y PWC Honda y Kawasaki también siguen un diseño similar, para permitir que una menor cantidad de bobinas más potentes reemplacen una mayor cantidad de bobinas más pequeñas en el mismo espacio limitado.
En la práctica, un motor V-6 solo necesitaría tres paquetes de bobinas en lugar de seis. El paquete de bobinas enciende las bujías de dos cilindros simultáneamente, por lo que, por ejemplo, los cilindros 1 y 4/2 y 5/3 y 6 se encienden juntos, la bujía de un cilindro en una carrera de compresión es de donde proviene la potencia, y la bujía del otro cilindro en una carrera de escape no hace nada. Las bobinas en un sistema de chispa desperdiciada pueden estar en forma de paquete, o pueden estar en forma de bobina sobre bujía (COP), con un cable de bujía conectado a cada unidad COP, que se conecta a otra bujía.
La mayoría de los motores monocilíndricos [de cuatro tiempos] utilizan el sistema de chispa perdida para aprovechar al máximo la simplicidad y la fiabilidad del volante magnético. Estos motores necesitan un volante para funcionar sin problemas, y los imanes generadores de corriente pesada ayudan a proporcionar el impulso y, al mismo tiempo, proporcionan un accionamiento sin necesidad de mantenimiento al sistema de encendido. Este volante, atornillado al extremo del cigüeñal, gira dos veces por cada carrera de compresión.
Además de las ventajas de peso y mantenimiento de este sistema, existe una ventaja de ajuste. Al estar montado directamente en el extremo del cigüeñal, se evita toda la tensión que la generación de chispas ejercería sobre la cadena del árbol de levas (u otro mecanismo de transmisión de media velocidad especial), mientras que prácticamente no existe ninguna tensión que necesariamente degrade la sincronización del encendido en sistemas que dependen de cadenas o engranajes.
A diferencia de los sistemas de varios cilindros mencionados anteriormente (que encienden dos bujías simultáneamente desde una bobina de doble extremo), la bobina de este sistema tiene solo un cable de alta tensión que va a la bujía única. El magneto de volante proporciona otros servicios, por ejemplo, en motocicletas pequeñas, ya que se puede construir fácilmente para proporcionar energía de carga de batería de corriente continua casi sin costo ni peso adicionales.
En las condiciones modernas, este método tiene un impacto muy pequeño en la duración de los intervalos de servicio del vehículo y la longevidad de los componentes individuales. Los sistemas de encendido modernos no tienen puntas de ruptura, que han sido reemplazadas casi en su totalidad por sistemas electrónicos. Las bobinas de encendido modernas duran más que la mayoría de los demás componentes del vehículo y las bujías modernas tienen una vida útil excelente, aunque hay una ligera diferencia entre las dos bujías en cuanto a la erosión sufrida en el electrodo central. Debido a que la chispa salta en direcciones opuestas en las bujías compañeras, un banco erosionará más el electrodo central y el banco opuesto erosionará más el electrodo de tierra. Las bujías utilizadas en sistemas de chispa desperdiciada deben tener metales preciosos, como platino y/o iridio, tanto en el electrodo central como en el de tierra para aumentar el tiempo promedio del intervalo de servicio antes de que sea necesario reemplazarlas. [3]
Desde los primeros motores de gasolina se han utilizado sistemas de doble chispa , con dos bujías para cada cilindro. Cada juego de bujías se suministra por separado. Las razones para ello incluyen la fiabilidad (especialmente como medida de seguridad en motores de aviación), para un mejor arranque y para un mejor rendimiento de la combustión al iniciar el frente de llama en puntos opuestos simultáneamente (por ejemplo, Alfa Romeo ). Estos no se consideran sistemas de chispa desperdiciada, ya que todas sus chispas se producen después de la carrera de compresión útil en lugar de "desperdiciarse" en la carrera de escape.