BOBINA DE ENCENDIDO
Estructura de una bobina de encendido
La estructura de una bobina de encendido convencional es similar a la de un transformador. La bobina de encendido se encarga de inducir alta tensión a partir de baja tensión.Los componentes esenciales son, además del núcleo de hierro, el bobinado primario, el bobinado secundario y las conexiones eléctricas. El núcleo de hierro laminado se encarga de fortalecer el campo magnético. Alrededor de éste está enrollado el fino bobinado secundario. El bobinado secundario está compuesto de un hilo de cobre aislado de un grosor aproximado de 0,05–0,1 mm y presenta unas 50.000 vueltas. El bobinado primario se compone de un hilo de cobre lacado de un grosor aproximado de 0,6–0,9 mm y está enrollado alrededor del bobinado secundario. La resistencia óhmica de la bobina comprende aprox. 0,2--3,0 kΩ . en el bobinado primario y 5–20 kΩ. en el secundario. La secuencia de bobinado del primario al secundario comprende aprox. 1:100. La estructura técnica puede variar en función del ámbito de aplicación de la bobina.
Las conexiones eléctricas de una bobina convencional están descritas con el borne 15 (tensión de alimentación), el borne 1 (ruptor de encendido) y borne 4 (conexión de alta tensión). El bobinado primario está unido al bobinado secundario mediante una conexión de bobinado con el borne 1.. Esta conexión conjunta se denomina „circuito de ahorro“ y se utiliza para facilitar la fabricación de la bobina.
La corriente primaria que fluye a través del bobinado primario se conecta o desconecta
mediante el ruptor de encendido. La resistencia de la bobina y la tensión situada en el borne 15 determinan la cantidad de corriente. La rápida dirección de la corriente desencadenada por el ruptor modifica el campo magnético en la bobina e induce un impulso de tensión que se transforma en impulso de alta tensión por el bobinado secundario. Mediante el cable de bujía, el impulso llega al electrodo de la bujía para encender la mezcla de aire y combustible en el motor Otto.
El Voltaje de alta tensión inducido va en función de la velocidad de modificación del campo magnético, del número de bobinados de la bobina secundaria y de la potencia del campo magnético. La tensión de inducción de apertura del bobinado primario comprende entre 300 y 400 voltios. La alta tensión de la bobina de encendido puede comprender hasta 40 KV según el tipo de bobina
Exigencias de las bobinas de encendido actuales
Las bobinas de encendido que se utilizan en los sistemas de encendido de los automóviles actuales generan tensiones de hasta 45.000 V. Por tanto, es crucial evitar fallos de encendido –y, como consecuencia, una combustión incompleta–. No se trata únicamente de evitar dañar el catalizador de los vehículos, sino que la combustión incompleta también aumenta las emisiones y, a su vez, la contaminación medioambiental. Las bobinas de encendido son componentes sometidos a tensiones eléctricas, mecánicas y químicas muy elevadas –independientemente del sistema (distribución estática de alta tensión, distribución giratoria de alta tensión, bobina de chispa doble, bobina de chispa simple)– de los motores de encendido por chispa. Deben funcionar sin errores en una amplia variedad de condiciones de montaje (en el cuerpo, el bloque motor o directamente en la bujía de encendido de la culata) durante una larga vida útil.
Bobinas de encendido: diseño y funcionamiento
Las bobinas de encendido funcionan según el principio del transformador. Básicamente, se componen de un bobinado primario, un bobinado secundario, el núcleo de hierro, una carcasa con material de aislamiento y, actualmente, también resina epoxi de dos componentes.En el núcleo de hierro de finas hojas de acero individuales se aplican dos elementos a la bobina, por ejemplo:
- El bobinado primario, hecho de cable de cobre grueso con unas 200 vueltas (diámetro aproximado de 0,75 mm²).
- El secundario, de cable de cobre fino con unas 20.000 vueltas (diámetro aproximado de 0,063 mm²).
- La relación entre el número de vueltas del bobinado secundario y el bobinado primario
- La calidad del núcleo de hierro
- El campo magnético
Bobinas para sistemas de encendido con distribuidor de alta tensión
El circuito de corriente primario obtiene la tensión de alimentación a partir del borne 15. En el borne 1 de la bobina se conecta el ruptor y suministra masa al bobinado primario. La conexión de alta tensión del distribuidor se conecta al borne 4.. En los vehículos antiguos aún se emplean bobinas de encendido convencionales, mientras que hoy en día en los vehículos con encendido transistorizado se utilizan bobinas con caja de conexiones integradas.
Bobinas de encendido de cartucho
Actualmente, las bobinas de encendido de tipo cartucho solo se montan en coches clásicos. Son para vehículos con una distribución giratoria de alta tensión y un control del interruptor de contacto.
Bobinas de encendido con distribuidor electrónico
- Posibilidades de diagnóstico
- Señal de corriente iónica
- Supresión de interferencias
- Corte de potencia
- Limitación de corriente
- Corte térmico
- Identificación de cortocircuitos
- Estabilización de alta tensión.
Bobinas de encendido de doble chispa o chispa perdida
El bobinado primario y el bobinado secundario de la bobina de doble chispa poseen dos conexiones respectivamente. El bobinado primario está unido al borne 15 con la tensión de alimentación (plus) y al borne 1 (masa) con el final de la conexión de encendido o de la unidad de control. El bobinado secundario está unido con las salidas (4 y 4a) a las bujías. En estos sistemas, cada bobina alimenta dos bujías con alta tensión. Teniendo en cuenta que la bobina genera dos chispas al mismo tiempo, una chispa tiene que encontrarse en el tiempo de explosión del cilindro, y la otra en el de escape.desplazada en 360º.
Por ejemplo, en un motor de cuatro cilindros, los cilindros 1 y 4 están conectados a una bobina y los cilindros 2 y 3 a otra. El control de las bobinas lo lleva a cabo la fase final de potencia de la unidad de control. Esta unidad recibe la señal de punto muerto superior (PMS) a través del sensor del cigüeñal y activa la bobina adecuada.
En los sistemas de bobinas de una chispa, a cada cilindro le corresponde una bobina con bobinado primario y secundario. Normalmente, estas bobinas están instaladas en la culata, por encima de la bujía.
Bobinas de encendido de cuatro chispas
Las bobinas de cuatro chispas sustituyen a dos bobinas de doble chispa en motores de cuatro cilindros. Estas bobinas poseen dos bobinados primarios controlados respectivamente por una fase final de la unidad de control. Sólo dispone de un bobinado secundario. En sus salidas están presentes dos conexiones respectivamente para las bujías que se conectan por cascadas de diodos.
Bobinas de encendido de una chispa
Estas bobinas también están unidas con el bobinado primario al borne 15 (tensión de alimentación plus) y al borne 1 (masa) con la unidad de control. El bobinado secundario está unido con la salida del borne 4 a la bujía. Si además está presente un borne 4b, esta conexión está destinada a controlar los problemas en el encendido. La activación tiene lugar según el orden establecido por la unidad de control.
Las bobinas de encendido de una chispa se conectan de la misma manera que las bobinas convencionales. Además, en el circuito de corriente secundario se instala un diodo de alta tensión para minimizar la llamada chispa final. La chispa que se genera al conectar el bobinado primario mediante autoinducción en el bobinado secundario queda minimizada gracias a este diodo. Esto es posible debido a que la tensión secundaria de las chispas de cierre tiene la polaridad contraria a las chispas de encendido. Esa es la dirección en la que el diodo bloquea el paso.
En las bobinas de una chispa, la segunda salida del bobinado secundario se conecta a masa con el borne 4b. Para el control del encendido se instala, en la conexión a masa, una resistencia que representa como medida para la unidad de control la caída de tensión generada por la corriente de encendido durante el espacio de la chispa.
Bobinas de encendido de chispa doble
Las bobinas de encendido de chispa doble generan una tensión de encendido óptima en diferentes cilindros para cada dos bujías y dos cilindros. La tensión se distribuye de forma que: La mezcla de aire-combustible de un cilindro se enciende en el extremo de una carrera de compresión –tiempo de encendido– (chispas primarias, chispa de gran alcance). La chispa del otro cilindro salta en la carrera de escape (chispas secundarias, energía baja). Las bobinas de encendido de chispa doble generan dos chispas por cada giro del cigüeñal (chispa primaria y secundaria). No es necesario que estén sincronizadas con el árbol de levas; sin embargo, las bobinas de encendido de chispa doble solo son adecuadas para motores con números pares de cilindros. De esta forma, en los vehículos de cuatro y seis cilindros, se incorporan, respectivamente, dos y tres bobinas de encendido de chispa doble.
Posibles causas de avería
Cortocircuitos internos
Causados por el sobrecalentamiento de la bobina, por el envejecimiento, provocando un encendido defectuoso.
Derivación de la tensión de alimentación
Debido a una tensión de alimentación escasa aumenta el tiempo de carga de la bobina, lo cual puede ocasionar le desgaste prematuro o la sobrecarga de la bobina. La causa puede radicar en un cableado defectuoso o en una batería con baja tensión.
Daños mecánicos
Perdidas de aceite debidas al envejecimiento de las juntas y retenes provocando el deterioro de la bobina.
Fallo de contacto
Resistencias en el primario, en el secundario y en las conexiones debidas a la entrada de humedad. Esto puede detectarse de la siguiente manera:
- El motor no arranca
- El vehículo presenta fallos de encendido
- Mala aceleración o pérdida de rendimiento
- La unidad de control de motor cambia a funcionamiento de emergencia
- Se enciende el testigo de control de motor
- Almacenamiento de un código de avería.
Diagnóstico
Estado desmontado
Para comprobar la bobina existen varias posibilidades:
comprobar los valores de resistencia de las bobinas con el óhmmetro.
En función del sistema de encendido y de la estructura de la bobina, se aplicarán los siguientes valores de referencia: (tener en cuenta las indicaciones del fabricante)
Bobina de encendido (sistema de encendido transistorizado)
Primario: 0,5 Ω–2,0 Ω Secundario: 8,0 kΩ–19,0 kΩ
Cilindro de la bobina de encendido (sistema electrónico de encendido con diagrama
Primario: 0,5 Ω–2,0 Ω Secundario: 8,0 kΩ–19,0 kΩ
Bobina de chispa única o de chispa doble (sistema de encendido electrónico integral)
Primario: 0,3 Ω–1 ,0 Ω Secundario: 8,0 k–15,0 k Ω
Consejo práctico
Nota: Si en la bobina de encendido está presente un diodo de alta tensión para minimizar la chispa, no es posible medir la resistencia de la bobina secundaria.
En este caso se puede actuar de la siguiente manera: Se conecta un voltímetro a la batería en línea con el bobinado secundario de la bobina. Si la batería se conecta en la dirección de paso del diodo, el voltímetro tiene que registrar una tensión. Tras la inversión de la polaridad de las conexiones en la dirección de bloqueo del diodo no se debería registrar ninguna tensión. Si no se registra tensión alguna en ninguna de las dos direcciones podemos deducir que se ha dado una interrupción en el circuito secundario. Si se muestra tensión en ambas direcciones, el diodo de alta tensión es defectuoso
Nota: A pesar de que hoy en día los vehículos incluyen sistemas de gestión de motor capaces de realizar diagnósticos, es necesario el empleo de multímetros u osciloscopios para comprobar los sistemas de encendido. Para interpretar las señales del osciloscopio es necesario que el operario esté debidamente cualificado.
Estado montado
Se pueden realizar las siguientes comprobaciones:- Comprobar si la bobina de encendido presenta daños mecánicos.
- Comprobar si la carcasa presenta fisuras o fuga de masa de relleno.
- Comprobar si el cableado eléctrico y las conexiones de enchufe presentan daños u oxidación.
- Comprobar la alimentación de corriente de la bobina de encendido.
- Consultar memoria de errores con el equipo de diagnosis
- Gestión de control de motor
- La señal de alta tensión con el osciloscopio
Caso práctico sobre la diagnosis del sistema de encendido
Problema „fallo de combustión“, le presentamos el diagnóstico de una bobina de doble chispa. Vehículo: Alfa Romeo 147 1.6 TS con doble encendido Cada cilindro dispone de una bujía principal y una adicional. El orden de encendido de las bobinas se realiza mediante las fases finales integradas en el calculador motor.Condición del diagnóstico
Sistema mecánico del motor, batería, sistema de arranque y sistema de combustible correctos.
- El cliente informa de una avería en el sistema de gestión de motor
- Información de advertencia en el cuadro de instrumentos: Error: sistema de control de motor
Consejo práctico
Antes de comenzar el diagnóstico, tenga en cuenta lo siguiente:
- Para poder asignar correctamente el vehículo, es importante poseer la ficha técnica
- Comprobar que la tensión de batería es correcta. Una mala alimentación de tensión puede producir la avería del sistema, mediciones erróneas o caídas de tensión.
- Compruebe los fusibles conectados con el sistema. La comprobación visual de la caja de fusibles puede ayudar en determinadas circunstancias a eliminar la primera fuente de averías.
Indicaciones de seguridad
Tenga en cuenta los siguientes consejos de seguridad:- No toque o extraiga el cable de bujía, la tapa del distribuidor y el enchufe mientras el motor esté en funcionamiento.
- Conecte o desconecte las unidades de control sólo con el encendido desconectado.
- Lavar el motor sólo cuando se encuentre parado o el encendido esté desconectado.
- En todas las comprobaciones del sistema de encendido que exigen el movimiento del motor con las revoluciones del motor de arranque, debería interrumpirse la tensión de alimentación de los inyectores inyección con el fin de proteger el catalizador.
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