José Carlos Rodríguez Melchor - Mantenimiento de sistemas auxiliares del motor de ciclo otto. TMVG0409

Los circuitos primarios y secundarios de encendido están sometidos a diferentes tensiones eléctricas, siendo importante conseguir tensiones elevadas para conseguir iniciar la chispa en las bujías. A continuación, se estudiarán los dos circuitos de una forma simplificada, para conocer cómo se transforma la corriente eléctrica de baja en alta tensión y con qué valores de tensión e intensidad trabajan estos circuitos.

En la figura, podemos ver un esquema eléctrico de un sistema de encendido básico, que consta de un circuito primario y un circuito secundario.

Esquema eléctrico de los circuitos primario y secundario de un sistema de encendido convencional con ruptor o platinos

El circuito primario está formado por los componentes conectados a los terminales (a, b, c, d y e) y que están conectados a la batería mediante los terminales (b y e). Si la batería es de 12 V, este circuito estará sometido a una tensión eléctrica nominal de 12 V entre los terminales (b y e), además, se puede decir que este circuito es de baja tensión. El terminal (e) sería el que está conectado a la masa del vehículo (polo negativo), al igual que el terminal (h), pero este formaría parte del circuito secundario. La intensidad l 1 suele ser de unos 4 amperios, ya que la resistencia del circuito primario habitualmentetiene una resistencia ‘baja’, que suele ser de unos 3 Ω (ohmios).

Sabía que...

La tensión de 12 V es una tensión segura para las personas, incluso en ambientes húmedos.

El circuito secundario está formado por los componentes conectados a los terminales (d, f, g y h) y está sometido a tensiones superiores a los 1500 voltios (alta tensión), incluso a más de 15000 V, por tanto, es un circuito de alta tensión. La intensidad que circula por el secundario es muy baja, del orden de 0,0032 amperios, es decir, 3,2 mA (miliamperios), esto es debido a que se está limitado a la potencia máxima del primario, que son aproximadamente 12 V x 4 A = 48 W (Vatios) y los componentes como cables, rotor o bobina del secundario, tienen resistencias eléctricas elevadas.

Sabía que...

Las tensiones eléctricas superiores a 50 V pueden ser peligrosas para las personas, imagine entonces el efecto de 15000 V.

La bobina de encendido transforma la tensión eléctrica de 12 V a tensiones del orden de 15000 V, esto es debido al fenómeno de inducción magnética de la bobina del primario sobre la bobina del secundario, se trata de un fenómeno electromagnético a distancia.

Aunque en la figura anterior las dos bobinas están representadas por separado, estas se alojan en una única pieza denominada comúnmente ‘bobina de encendido’, pero en realidad, es un autotransformador eléctrico.

Bobina de encendido de 12 V

6. Oscilogramas más relevantes

En la figura se han colocado un amperímetro y dos voltímetros para medir la intensidad y tensiones que tiene un circuito de encendido convencional. Hay que tener en cuenta, que para medir la tensión eléctrica en el circuito secundario se hace de forma indirecta, es decir, midiendo el campo electromagnético que genera el cable de alta tensión de las bujías, ya que son tensiones muy elevadas-del orden de 15 kV-y los aparatos de medición no están preparados para soportar directamente estas tensiones.

Circuito eléctrico primario y secundario de un sistema de encendido mecánico

Oscilogramas del circuito de encendido

tc: tiempo de cierre (t1-t0)

ta: tiempo de apertura (t2-t1)

tx: tiempo de duración de la chispa efectiva

ty: tiempo de duración de la chispa no efectiva. Extinción de chispa

En la figura se observan tres oscilogramas del sistema de encendido. En ellos se representa cómo varían la intensidad y la tensión eléctrica en función del tiempo de tres unidades eléctricas diferentes, que son:

Intensidad por el primario.

Tensión eléctrica en el primario de la bobina (parte de baja tensión).

Tensión eléctrica en el secundario de la bobina (parte de alta tensión).

Se puede observar, que los oscilogramas están sincronizados respecto al tiempo (eje horizontal), es decir, puede verse en el mismo instante de tiempo qué está sucediendo con las tres unidades eléctricas.

Oscilogramas del circuito primario

En el oscilograma se observan variaciones de la tensión que coinciden con el momento de apertura y cierre del interruptor accionado por leva (ruptor o platinos), salto de chispa, etc. A continuación, se analizará cada zona del oscilograma:

a.Instante en que se abren los contactos del interruptor, sucede en el tiempo (t1).

a-b.Subida rápida de tensión eléctrica en el primario, debido a la apertura del interruptor y a fenómenos de inducción electromagnética entre las bobinas del primario y secundario.

b.Tensión máxima o pico, debe ser alcanzada justo al abrir el interruptor (t1).

b-c.Disminución de la tensión eléctrica debido a la pérdida progresiva de energía electromagnética. Es el tiempo de duración de la chispa efectiva.

c-d.Amortiguación de la onda de la energía en forma de calor al extinguirse la chispa hasta estabilizarse con la tensión eléctrica de la batería.

e.Cierre de los contactos del interruptor y fin del periodo de la onda(t2).