Sistema de encendido

Los motores térmicos utilizan sistemas de encendido para iniciar la combustión encendiendo la mezcla de aire y combustible. En las versiones de encendido por chispa del motor de combustión interna (como los motores de gasolina), el sistema de encendido crea una chispa para encender la mezcla de aire y combustible justo antes de cada carrera de combustión . Los motores de turbina de gas y los motores de cohetes normalmente utilizan un sistema de encendido solo durante el arranque.

Los motores diésel utilizan el encendido por compresión para encender la mezcla de aire y combustible utilizando el calor de la compresión y, por lo tanto, no utilizan un sistema de encendido. Por lo general, tienen bujías incandescentes que precalientan la cámara de combustión para facilitar el arranque en climas fríos.

Los primeros automóviles utilizaban sistemas de encendido por magneto y bobina vibratoria , que fueron reemplazados por sistemas basados ​​en distribuidor (utilizados por primera vez en 1912). Los sistemas de encendido electrónico (utilizados por primera vez en 1968) se volvieron comunes hacia fines del siglo XX, y las versiones de estos sistemas con bobina sobre bujía se generalizaron a partir de los años 90.

Un magneto de encendido (también llamado magneto de alta tensión ) es un tipo antiguo de sistema de encendido utilizado en motores de encendido por chispa (como los motores de gasolina). Utiliza un magneto y un transformador para generar pulsos de alto voltaje para las bujías. El término antiguo "alta tensión" significa "alto voltaje".

Los magnetos de encendido, que se utilizaban en muchos automóviles a principios del siglo XX, fueron reemplazados en gran medida por sistemas de encendido por bobina de inducción. En la actualidad, el uso de magnetos de encendido se limita principalmente a motores sin batería, por ejemplo, en cortadoras de césped y motosierras. También se utilizan en los modernos aviones con motor de pistón ^{[ cita requerida ]} (aunque tengan batería), para evitar que el motor dependa de un sistema eléctrico.

A medida que las baterías se hicieron más comunes en los automóviles (debido al aumento del uso de motores de arranque eléctricos), los sistemas de magneto fueron reemplazados por sistemas que usaban una bobina de inducción . El Benz Patent-Motorwagen de 1886 y el Ford Modelo T de 1908 usaban un sistema de encendido de bobina vibratoria , mediante el cual el vibrador interrumpía la corriente a través de la bobina y causaba una serie rápida de chispas durante cada encendido. La bobina vibratoria se energizaba en un punto apropiado en el ciclo del motor. En el Modelo T, el motor de cuatro cilindros tenía una bobina vibratoria para cada cilindro. ^[1]

Charles Kettering inventó un sistema de encendido mejorado en Delco, Estados Unidos, y lo introdujo en los automóviles Cadillac de 1912. ^[2] El sistema de encendido Kettering consistía en una sola bobina de encendido, puntos de interrupción, un condensador (para evitar que los puntos se arqueen al romperse) y un distribuidor (para dirigir la electricidad desde la bobina de encendido al cilindro correcto). ^{[3] [4] [5]} El sistema Kettering se convirtió en el sistema de encendido principal durante muchos años en la industria automotriz ^[6] debido a su menor costo y relativa simplicidad. ^{[ cita requerida ]}

El primer encendido electrónico (un tipo de cátodo frío ) fue probado en 1948 por Delco-Remy , ^[7] mientras que Lucas introdujo un encendido transistorizado en 1955, que se utilizó en los motores de Fórmula Uno BRM y Coventry Climax en 1962. ^[7] El mercado de accesorios comenzó a ofrecer EI ese año, con el AutoLite Electric Transistor 201 y el Tung-Sol EI-4 (descarga capacitiva de tiratrón) disponibles. ^[8] Pontiac se convirtió en el primer fabricante de automóviles en ofrecer un EI opcional, el Delcotronic activado por pulsos magnéticos sin disyuntor, en algunos modelos de 1963; también estaba disponible en algunos Corvettes . ^[8] El primer sistema de encendido por descarga capacitiva totalmente de estado sólido (SCR) disponible comercialmente fue fabricado por Hyland Electronics en Canadá también en 1963. Ford instaló un sistema sin disyuntores diseñado por FORD en los Lotus 25 que participaron en Indianápolis el año siguiente, realizó una prueba de flota en 1964 y comenzó a ofrecer EI opcional en algunos modelos en 1965. Este sistema electrónico se utilizó en los GT40 de campaña de Shelby American y Holman and Moody. Robert C. Hogle, Ford Motor Company, presentó el "Sistema eléctrico y de encendido Mark II-GT", publicación n.° 670068, en el Congreso de la SAE, Detroit, Michigan, del 9 al 13 de enero de 1967. A partir de 1958, Earl W. Meyer de Chrysler trabajó en EI, continuando hasta 1961 y dando como resultado el uso de EI en los hemis de NASCAR de la compañía en 1963 y 1964. ^[8]

El CD-65 de Prest-O-Lite , que dependía de la descarga de capacitancia (CD), apareció en 1965 y tenía "una garantía sin precedentes de 50,000 millas". ^[8] (Esto difiere del sistema Prest-O-Lite sin CD introducido en los productos AMC en 1972 y que se convirtió en equipo estándar para el año modelo 1975). ^[8] Una unidad de CD similar estaba disponible en Delco en 1966, ^[7] que era opcional en los vehículos Oldsmobile , Pontiac y GMC en el año modelo 1967. ^[8] También en 1967, Motorola presentó su sistema de CD sin disyuntor. ^[8] El encendido electrónico de posventa más famoso que debutó en 1965 fue el encendido de descarga capacitiva Delta Mark 10, que se vendió ensamblado o como kit.

El Fiat Dino fue el primer automóvil de producción que vino de serie con EI en 1968, seguido por el Jaguar XJ Serie 1 ^[9] en 1971, Chrysler (después de una prueba en 1971) en 1973 y por Ford y GM en 1975. ^[8]

En 1967, Prest-O-Lite fabricó un amplificador de encendido "Black Box", destinado a aliviar la carga de los puntos de ruptura del distribuidor durante las carreras de altas revoluciones, que fue utilizado por Dodge y Plymouth en sus autos de carreras de aceleración Super Stock Coronet y Belvedere de fábrica . ^[8] Este amplificador se instaló en el lado interior del cortafuegos de los autos y tenía un conducto que proporcionaba aire exterior para enfriar la unidad. ^{[ cita requerida ]} El resto del sistema (distribuidor y bujías) permanece como para el sistema mecánico. La falta de partes móviles en comparación con el sistema mecánico conduce a una mayor confiabilidad e intervalos de servicio más largos.

Una variación del encendido de bobina sobre bujía tiene cada bobina manejando dos bujías, en cilindros que están 360 grados desfasados ​​(y por lo tanto alcanzan el punto muerto superior (TDC) al mismo tiempo); en el motor de cuatro tiempos esto significa que una bujía estará chispeando durante el final de la carrera de escape mientras que la otra se enciende en el momento habitual, una disposición llamada de " chispa desperdiciada " que no tiene inconvenientes aparte de una erosión más rápida de la bujía; los cilindros emparejados son 1/4 y 2/3 en disposiciones de cuatro cilindros, 1/4, 6/3, 2/5 en motores de seis cilindros y 6/7, 4/1, 8/3 y 2/5 en motores V8. ^[10] Otros sistemas eliminan el distribuidor como aparato de sincronización y utilizan un sensor de ángulo de cigüeñal magnético montado en el cigüeñal para activar el encendido en el momento adecuado.

Los motores automotrices modernos utilizan una unidad de control del motor (ECU), que es un dispositivo único que controla varias funciones del motor, incluido el sistema de encendido y la inyección de combustible . ^{[11] [12]} Esto contrasta con los motores anteriores, donde la inyección de combustible y el encendido funcionaban como sistemas separados.

Los motores de turbina de gas (incluidos los motores a reacción) utilizan encendido por descarga de condensador , ^{[ cita requerida ]} sin embargo, el sistema de encendido solo se utiliza en el arranque o cuando la llama de la cámara de combustión se apaga.

El sistema de encendido de un motor de cohete es fundamental para evitar un arranque brusco o una explosión . Los cohetes suelen emplear dispositivos pirotécnicos que colocan llamas sobre la superficie de la placa del inyector o, alternativamente, propulsores hipergólicos que se encienden espontáneamente al entrar en contacto entre sí. ^{[ cita requerida ]}

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• Electromagnetismo
• Ley de inducción de Faraday
• Historia del motor de combustión interna