calculos matematicos de encendido.doc

Sistemas Auxiliares del motor

Trabajo Nº1

- Ejercicio 1: Un motor de 4 cilindros y 4 tiempos gira a 4.800 R.P.M., el ángulo de cierre ( α ) c) es de 60º. Determínese:

a) El ángulo disponible .

α

360º =

360º

n º decilindr decilindros os

=

4

=

90º

segundo. (VC) b) Número de ciclos que realiza en 1 segundo.

VC =

N º cilind cilindro ros s • n º revol revoluc ucion iones es 2 • 60

4 • 4.80 8 00 =

120

=

160 ciclos

c) El tiempo que tarda en realizar un ciclo. (t)

t=

1

Vc

2 • 60 =

N º c il ilindros • n º revoluci on ones

120 =

4 • 4.80 8 00

=

0,00625 seg

= 6,25 milisegundos milisegundos

d) Hallar el porcentaje Dwell. (P.Dwell) Primero hallamos el ángulo Dwell, que es el tiempo que están cerrados los contactos con relación al tiempo total de un ciclo de encendido completo Dwell =

60º

α C =

α

90º

=

0,66666

Y ahora hallamos el porcentaje que representa P.Dwell = Dwell · 100 = 66,6 %

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Trabajo Nº1

contactos. (TC) e) El tiempo durante el cual permanecen cerrados los contactos.

TC =

t •

α C

=

α

0,00625 •

60º 90º

=

0,00416 sg

f) El tiempo durante el cual permanecen abiertos los contactos.

(Ta)

Necesitamos Necesitamos conocer conocer el ángulo ángulo de apertura apertura αa , como α = αa + αC y ahora aplicamos la fórmula αa = α - αC = 90º - 60º = 30º

Ta =

t •

α a α

=

0,00625 •

30º 90º

=

0,00208 sg

- Ejercicio 2: Un motor de 4 cilindros y 4 tiempos gira gira a 6.000 R.P.M., el ángulo de cierre ( α ) c) es de 57º. Determínese:

a) El ángulo disponible .

α

360º =

n º decilindr decilindros os

360º =

4

=

90º

En comparación con el ejercicio anterior vemos que el ángulo disponible solo depende del número número de cilindros y no de los ángulos de apertura ni cierre, ni de las revoluciones a que gire el motor. Por eso en este caso es igual.

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b) Número de ciclos que realiza en 1 segundo. (VC)

VC =

N º cilindros • nº revoluciones 2 • 60

4 • 6.000 =

120

=

200 ciclos

En comparación con el anterior vemos que al girar a más revoluciones el número de ciclos por segundo es mayor.

a) El tiempo que tarda en realizar un ciclo. (t)

t=

1

Vc

2 • 60 =

N º c il indr os • nº re volu ci ones

120 =

4 • 6.000

=

0,005 seg.

= 5 milisegundos Como era de esperar al girar más rápido tarda menos en realizar cada ciclo.

b) Hallar el porcentaje Dwell. (P.Dwell) Primero hallamos el ángulo Dwell, que es el tiempo que están cerrados los contactos con relación al tiempo total de un ciclo de encendido completo Dwell =

57º

α C =

α

90º

=

0,63333

Y ahora hallamos el porcentaje que representa P.Dwell = Dwell · 100 = 63,3 % Como era de esperar al ser el ángulo de cierre menor el porcentaje también es menor.

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c) El tiempo durante el cual permanecen cerrados los contactos. (TC)

TC =

t •

α C

=

α

0,005 •

57º 90º

=

0,00316 sg.

Lógicamente, si el ángulo de cierre es menor, el tiempo que permanecen cerrados es menor. Y además ahora gira más rápido.

f) El tiempo durante el cual permanecen abiertos los contactos.

(Ta)

Necesitamos conocer el ángulo de apertura αa , como α = αa + αC y ahora aplicamos la fórmula αa = α - αC = 90º - 57º = 33º

Ta =

t •

α a α

=

0,005 •

33º 90º

=

0,00183 sg

Podría parecer chocante en un primer momento, que el tiempo que permanecen abiertos ahora es menor que en el ejercicio anterior, a pesar de que el ángulo de apertura en este caso es 3 grados mayor. Pero hay que tener en cuenta que en este caso el motor gira más rápido, si girase a igual numero de revoluciones el tiempo que permanecería abierto en este caso sería mayor que en el ejercicio 1.

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- BATERÍA. - NECESIDAD: El arranque del motor en el automóvil se realizaba en un principio a mano mediante una manivela, pero esto resultaba cansado e incluso peligroso. El desarrollo del motor eléctrico origino la idea de realizar este trabajo a través de un motor eléctrico que moviese el motor hasta que este arrancara y se moviese por si solo. Pero para mover el motor eléctrico se necesita corriente eléctrica, y esto significaba tener almacenada esta corriente (o mejor dicho esa energía eléctrica) en el coche aún con el motor parado de manera que pudiera ser usada en cualquier momento. Esto se consigue gracias a la batería. Actualmente la necesidad de la batería va mucho más allá del mero arranque, siendo un elemento fundamental para el correcto funcionamiento, y comodidad del vehículo. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Las batería actuales son acumuladores eléctricos basados en principios químicos. Las usuales actualmente en automoción son las de plomo. Tenemos una placa (electrodo positivo) de Bióxido de Plomo (Pb O 2) y otra placa (electrodo negativo) de Plomo (Pb). Si sumergimos las dos placas, sin tocarse, en un mismo vaso lleno de una mezcla de ácido sulfúrico y agua ( H 2SO4 + H2O ) y entre ellas ponemos una resistencia, se produce una reacción química espontánea que es la que denominamos ‘Descarga’, que provoca la descomposición del electrolito (empobrecimiento) separándose en átomos de Hidrógeno, Oxígeno y SO 4 de manera que el SO 4 es recibido por el Pb y pasa a ser PbSO4 . Y en la otra placa igualmente se forma PbSO 4, quedando el electrolito como agua H2O pero en mayor cantidad . Si este proceso fuese culminado obtendríamos, en el equilibrio, dos placas de PbSO4 y agua. Y entonces la batería se abría descargado por completo. En este proceso existe un movimiento muy importante de electrones e - que pasan por la resistencia, y son los que originan la corriente eléctrica. Igualmente si “forzasemos los electrones a viajar en sentido contrario” el proceso químico se realizaría a la inversa, y es lo que conocemos como ‘Carga’, quedando de esta forma lista para descargarse otra vez.

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- COMPOSICIÓN: Las batería de automóvil de 12V están formadas por 6 vasos no comunicados con un electrodo positivo de Pb O 2 y otro negativo de Pb formados por varias láminas enfrentadas pero que no se tocan, sumergidos en una mezcla de ácido sulfúrico y agua ( H2SO4 + H2O ). Cada uno de estos vasos proporciona unos 2 voltios a plena carga y van unidos en serie entre si en serie (electrodo positivo de uno con el negativo del otro) excepto los dos electrodos de los extremos de manera que entre ellos hay una diferencia de potencial de unos 12,5 voltios a plena carga. De ahí viene el nombre de batería, pues es una serie de acumuladores puestos en batería. - FUNCIONAMIENTO: Por el proceso químico ya explicado se obtiene una diferencia de potencial entre sus bornes que puede ser aprovechada para hacer circular corriente por cualquier circuito cerrado entre sus bornes. La batería a medida que se va usando se descarga, pero como ya se dijo puede ser cargada de nuevo aplicando una diferencia de potencial entre sus bornes, en el automóvil es el alternador quien se encarga de ello. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: Aunque actualmente se fabrican baterías sin mantenimiento, el mantenimiento en el resto es mínimo, limitándose a vigilar el nivel del electrolito, que si es bajo debe rellenarse con agua destilada. Además es importante que los terminales estén bien limpios para que la conexión de los cables sea perfecta. Debe tenerse precaución con el líquido de la batería que contiene ácido sulfúrico. Para la carga debe, si es posible, dejar destapados los vasos, para permitir la fuga de los gases de H y O 2 que se producen así como la precaución de no encender llamas pues estos gases son muy explosivos. La carga se recomienda que sea siempre lenta, es decir que la intensidad de carga sea un 10% de la carga nominal, las cargas rápidas deterioran rápidamente las baterías. La carga puede sufrir ligeras variaciones con la temperatura, y debe dejarse pasar unos minutos después de cargada para que se obtenga el verdadero valor de su carga pues nada más cargarla indica de más.

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Para medir la carga podemos usar un voltímetro: Carga

Voltaje

100% 80% 50% descargada

12,50 v 12,35 v 12 v 11,50 v

También podemos usar un densímetro que recoja el electrolito de los vasos, con lo que debemos comprobar cada vaso. La tabla indica las densidades a 20ºC. Carga

Densidad

Plena Media Descargada

1,30 1,23 1,11

- OBSERVACIONES: En el automóvil moderno la función de la batería en el conjunto de carga es sumamente importante, es imprescindible para cebar el alternador, y mover el motor de arranque. En cuanto al confort y seguridad, la batería permite encender las luces con el motor parado, escuchar la radio, subir la ventanillas, y un largo etc. Pero la importancia de la batería va todavía más allá, porque ejerce una función primordial de estabilizador de la tensión de modo que suple las posibles deficiencias que el alternador y su regulador puedan tener, asegurando siempre la tensión nominal en la red.

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- Interruptor arranque y encendido . - NECESIDAD: Aparecen dos situaciones principales: 1 - Una vez el motor está en marcha, este se ‘autoalimenta’, por si solo obtiene gasolina, mientras la haya en el depósito, y genera, a través del alternador su propia energía eléctrica. Surge pues el problema de cómo pararlo, la opción más sencilla, y segura es la de anular la chispa en las bujías. 2 - Si paramos el motor la leva del distribuidor quedará en una posición aleatoria, de manera que puede ser que los contactos del ruptor queden cerrados. De esta manera, la corriente recorre el primario de la bobina y va a masa, se produce una circulación continua de corriente, con el motor parado, que en poco tiempo descargaría la batería.

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Para solucionar estas dos situaciones se plantea interrumpir opcionalmente la circulación de corriente por el circuito de encendido tal y como se ve en el dibujo anterior de manera que en cualquier posición de la leva el circuito permanece abierto y no hay chispa. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Puesto que no es más que un interruptor se basa en que por un circuito abierto no circula corriente. - COMPOSICIÓN: Básicamente lo podemos considerar como un interruptor pero que en su evolución ha sido integrado en el conjunto situado en la llave de contacto o mandado desde este por un relé. Esto es debido a que este circuito es fundamental para el funcionamiento del motor por lo que tiene gran importancia para evitar que pueda ser arrancado por otras personas. El sistema por llave de contacto es un interruptor movido por una cerradura con llave, que además permite en una segunda posición el accionamiento del relé del motor de arranque. Básicamente tiene las posiciones de: no contacto con la llave quitada, contacto, con la llave girada y contacto + relé de arranque en la siguiente posición. - FUNCIONAMIENTO: Entendido el funcionamiento del encendido no tiene problemas comprender que si no pasa corriente no hay chispa, no es más que un interruptor. Se sitúa entre la batería y la bobina porque es lugar más adecuado pues no está situado a las altas tensiones de otras partes del circuito de encendido. - MANTENIMIENTO No tiene. Solamente comprobar que cuando tiene que estar abierto realmente lo está y que cuando cierra hace un contacto limpio y sin resistencia.

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- Resistencia previa. - NECESIDAD: A partir de los encendido transitorizados los elementos electrónicos ya no necesitan las intensidades que se usaban antes. Hay que reducir la intensidad que circula y para ellos se usan resistencias. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Por la ley de Ohm V = I · R ⇒ I =

V R

Por lo tanto si queremos reducir la intensidad pero sin variar el voltaje basta con aumentar la resistencia en el circuito. - COMPOSICIÓN: Es sencillamente una resistencia de un valor calculado según la necesidad de los componentes que formen el sistema de encendido. Los valores normales están comprendidos entre los 0,3

Ω

y los 0,5 Ω.

- FUNCIONAMIENTO: Por la ley de Ohm ya explicada reduce la intensidad que circula por cableado. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: No tiene, basta comprobar con un polímetro que la resistencia es correcta.

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- Bobina de encendido. - NECESIDAD: Para encender la mezcla aire-gasolina en los cilindros necesitamos una chispa eléctrica potente que se hace saltar en las bujías, pero para que la corriente sea capaz de saltar entre los dos electrodos de la bujía debe vencer una resistencia muy grande. Aplicando la formula de la Ley de Ohm que vimos en el apartado anterior necesitamos que una intensidad atraviese la gran resistencia que hay entre los electrodos de la bujía, I

V =

R

y si R es muy grande necesitamos una V aún mayor, es decir tenemos que

alcanzar un voltaje enorme.

- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Para la obtención de la alta tensión la bobina se basa en 2 principios: 1- Inducción electromagnética: Si tenemos dos circuitos cerrados, la variación de corriente en uno de ellos provoca sobre el segundo una fuerza electromotriz inducida (f.e.m. inducida). Cortar la corriente abriendo un interruptor es una sencilla forma de hacer variar la corriente pues pasa del valor que tuviera, supongamos de 4 amperios a 0A. Más a delante explicaremos como aprovechar y potenciar este efecto. 2- Autoinducción: Este fenómeno provoca las llamadas “extracorrientes”. Resulta que una bobina por causa de los efectos electromagnéticos derivados de su forma en espiral se opone a las variaciones de corriente , porque al dejar de circular corriente bruscamente por ella, disminuye también bruscamente el flujo magnético por sus espiras, y la bobina se opone “ a la causa que lo crea” es decir se opone a esa disminución de intensidad y engendra una tensión que tiende a que la corriente siga pasando. Se puede comparar este efecto al que se produce en hidráulica cuando se cierra un grifo de golpe y que se conoce como “golpe de ariete”. Esto ocurre con las bobinas, y veremos porque usamos bobinas y cómo esto nos beneficia.

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- COMPOSICIÓN: La bobina está formada por:

- Arrollamiento primario: es una bobina compuesta por hilo grueso, por el circulan unos 4 amperios aunque este valor depende mucho del tipo de encendido. Suele tener entre 200 o 300 espiras. Y está conectado a los bornes 15 y 1 , o B y D, o + y − .

- Arrollamiento secundario: también es una bobina y está compuesta por hilo más fino porque circula menos intensidad. El número de espiras es unas 100 veces las del primario, así que suele tener entre 20.000 o 30.000 espiras. Es del que sale la alta tensión a través del borne 4 situado en el centro superior - Núcleo : realmente situado en el centro de la bobina y sobre el que se arrolla el secundario y luego el primario, pero no en contacto. Es de hierro dulce o similar para transmitir y potenciar el magnetismo inducido, además está laminado para evitar en lo posible corrientes parásitas (llamadas de Foucolt). Como la bobina se calienta bastante puede estar bañada en aceite. - FUNCIONAMIENTO: La corriente circula por el arrollamiento principal desde la batería por el contacto, hasta masa pasando por el ruptor que estará cerrado, de esta forma la bobina se está cargando. Cuando el ruptor se abre deja de pasar corriente, se produce una transición de pasar unos amperios a no pasar nada, esta variación provoca: Una autoinducción en el primario, creándose una f.e.m. que se opone a la causa que la crea, de unos 200 o 300 voltios. Exp. 39.990

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Si el número de espiras del secundario fuese igual que en el primario este sería el voltaje inducido, pero aunque es muy superior a los 12 voltios iniciales, aún no es suficiente, y por esto se aumenta el número de espiras del arrollamiento secundario de manera que se multiplica por esa relación de espiras entre primario y secundario que es de unas 100 espiras por cada una del primario. Por lo tanto en el secundario obtenemos una tensión de unos 20.000 o 30.000 voltios, esta tensión tan enorme ya es capaz de hacer saltar la chispa en la bujía y, en definitiva, encender la mezcla comprimida en los cilindros. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: Realmente carece de mantenimiento, lo que si se debe hacer es comprobar las conexiones en los terminales, en especial el de alta tensión que tiende a acumular impurezas. Si tenemos dudas de un posible mal funcionamiento de la bobina podemos comprobar lo siguiente: 1. Caída de tensión en el primario, debe hacerse con el contacto dado, con un voltímetro entre 15 y masa, debe marcar una caída de tensión de 1 voltio aproximadamente, (12 - 1 = 11v). 2. Tensión del primario (con el motor en marcha), utilizaremos un osciloscopio para comprobar que la tensión se encuentra entre unos 250v o 350v. 3. Resistencia del primario (contacto anulado), el polímetro deberá marcar una resistencia de entre 2,5 Ω a 3,5 Ω. Y se mide entre el 15 y 1. 4. Resistencia del secundario (contacto anulado), una resistencia adecuada es la comprendida entre 8,5 K Ω y 9,5 K Ω. 5. Tensión en el secundario, con el motor en marcha y el osciloscopio con un desmultiplicador porque el voltaje es muy grande, debemos encontrarnos entre 10 a 20 Kv. - OBSERVACIONES: Si tenemos mal conectados los cables de entrada y salida de la bobina lo podremos comprobar desembornando una bujía y, con el motor en marcha, se pone un lápiz con la punta bien descubierta entre el cable de alta tensión y la bujía separados unos 6 milímetros, ahora podremos observar cómo salta la chispa y tiene que hacerlo del cable a la bujía, y si lo hace al revés es que están mal colocados los cables en la bobina.

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- Ruptor de encendido. - NECESIDAD: Como ya hemos visto alcanzamos la alta tensión gracias a una variación de corriente en el primario provocada por la apertura del circuito. Necesitamos pues un elemento interruptor que abra el circuito en el momento adecuado. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Es un interruptor aunque adaptado a las necesidades específicas. - COMPOSICIÓN: Está formado por dos piezas, una fija que es el yunque, y otra móvil que es el martillo y que es movido por la leva según el giro del motor como ya veremos. Los puntos de apoyo tiene un material muy conductor y resistente, puede ser por ejemplo tugsteno o similar. Y el martillo tiene un muelle que lo apoya sobre el yunque. - FUNCIONAMIENTO: La leva tiene tantos salientes como cilindros del motor, recordemos que esta gira a la mitad de vueltas que el cigüeñal. Cuando en su giro una de estas levas apoya en el martillo lo empuja y por lo tanto se abre el interruptor para que la corriente deje de circular para provocar la chispa como ya hemos visto. El momento en que estas levas abren el ruptor (llamado a veces platinos porque en un principio los contactos eran de este material) debe estar sincronizado con el movimiento de los pistones y se explicará en el apartado de eje de levas del distribuidor. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: Es importante que la apertura sea la adecuada, entre 0,35 mm y 0,5 mm y determinara los ángulos de apertura y cierre y el Dwell, muy importantes porque de ellos depende el momento en que salte la chispa. No debe haber fugas a masa, y los contactos deben estar limpios y en buen estado. El muelle que sujeta el martillo debe tener una fuerza de unos 500gr. y se puede comprobar fácilmente con un dinamómetro. Son muy adecuados los llamados “autolimpiantes” que imprimen un movimiento de frotación con lo que se mantienen en perfecto estado durante mucho tiempo.

- Condensador de encendido. Exp. 39.990

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- NECESIDAD: Como sabemos en el primario, cuando se abre el ruptor aparece una tensión que puede llegar a 350 voltios, con esta tensión en el ruptor se producirían saltos al abrirse y los contactos podrían quemarse y formar suciedad, además de perder eficacia la chispa en las bujías. Para evitar estas fugas hay que utilizar un elemento que nos evite este problema. - COMPOSICIÓN: El condensador son dos placas conductoras enfrentadas, llamadas armaduras, y separadas por un dieléctrico. Pueden ser de varios tipos y de distintas capacidades según las necesidades, y para un encendido convencional se utilizan de una capacidad de 0,15 mF a 0,25 mF . Se coloca en paralelo con el ruptor. - FUNCIONAMIENTO: Cuando se abre el ruptor y se crea la tensión en el primario el condensador actúa como un amortiguador de impulsos, porque sus placas empiezan a cargarse y gracias a esto se evita que salten chispas en el ruptor. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: ruptor.

Su carcasa debe estar puesta a masa y el cable conectado en paralelo con el

Se comprueba cargándolo con 300v y viendo que lo soporta bien, después se descarga y se comprueba su capacidad en la máquina viendo que se corresponde con la indicada antes. - OBSERVACIONES: Podemos detectar fallos en el condensador por la aparición en los contactos del ruptor de un agujero en uno de los contactos y de una montañita en el otro. Si el agujero se produce en el contacto móvil indica que el condensador tiene mucha capacidad. Por el contrario si el agujero se produce en el yunque indica poca capacidad del condensador.

- Rotor distribuidor. - NECESIDAD:

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En la bobina conseguimos la alta tensión para hacer saltar la chispa en una bujía, pero debemos seleccionar en que bujía queremos que salte la chispa y por lo tanto comunicar esta con la bobina, de esto se encarga el rotor con su tapa. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Es un interruptor que se encarga de ‘dirigir’ la corriente de alta tensión a la salida de la tapa que corresponda. - COMPOSICIÓN: El rotor también llamado ‘dedo del distribuidor’ gira con el eje del rotor, y por lo tanto acompasado con el motor recibe en su centro la alta tensión procedente del secundario de la bobina y tiene un ‘dedo’ metálico que al girar apunta a las distintas salidas que están en la tapa del distribuidor. - FUNCIONAMIENTO: El rotor gira a la mitad de vueltas que el cigüeñal, y el dedo gira a esta velocidad recibiendo la alta tensión y dirigiéndola hacia la salida del cilindro que halla en la tapa, no realiza ninguna función activa sino que simplemente deja pasar la corriente de alta tensión creada en la bobina de manera que si esta se produce en un momento en que la dedo no apunta a ninguna salida se pierde, o llega muy débil.

- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: Como conduce corriente de alta tensión y gira a muchas revoluciones está muy propenso a que sus contactos se deterioren o ensucien en exceso, dificultando la correcta conducción.

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- Tapa del distribuidor. - NECESIDAD: Debemos seleccionar en que bujía queremos que salte la chispa y por lo tanto comunicar esta con la bobina, ya tenemos el rotor que gira a la mitad de vueltas que el motor ahora debemos colocar en el sitio adecuado los ‘receptores’ que lleven la corriente a la bujía adecuada. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Se encarga de recibir la corriente de alta que ofrece el rotor y debe hacerlo en el punto adecuado. - COMPOSICIÓN: Se trata de una tapa de plástico que además sirve de capuchón protector del conjunto distribuidor. En esta tapa se colocan estratégicamente las salidas que se conectan a las bujías. - FUNCIONAMIENTO: Cuando se crea la alta tensión en la bobina esta llega hasta el dedo, que se encuentra apuntando en una dirección ahí debe aparecer un contacto en la tapa que reciba esa corriente para que los cables la lleven a la bujía donde saltará la chispa. Las salidas deben colocarse en un lugar concreto, y la tapa tiene una posición correcta y lleva marcado el cilindro que corresponde a cada salida. Por ejemplo en un 4 cilindros las salidas deben estar a 90º cada una y los números que lleva en la tapa indican el orden de encendido.

- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: Basta con una comprobación visual del buen estado de la tapa, sin grietas y del buen estado de los terminales que pueden deteriorarse o ensuciarse.

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- Variador de avance centrífugo. - NECESIDAD: Para comprender la necesidad de los avances, tanto de este como el avance por vacío hay que hacer notar lo siguiente: La ignición de la mezcla en el cilindro a partir de la chispa en la bujía es un proceso químico que requiere un tiempo para producirse, además la onda expansiva se desplaza a una velocidad concreta de unos 340m/s, en concreto se estima que la combustión tarda en producirse unos 2 milisegundos. Por lo tanto si la chispa saltase en el punto muerto superior, momento de la máxima compresión, la combustión ocurriría 2 milisegundos después y es este tiempo el pistón ya habría bajado un poco por lo que no se aprovecha al máximo la explosión. Por lo tanto la chispa debe saltar un poco antes (avance del encendido) para que la combustión se produzca en el momento optimo y se pueda aprovechar toda la fuerza, el momento elegido estará unos grados antes del p.m.s. y depende de cada motor o marca, y estos son los grados de avance que se ponen en el montaje. Hasta aquí el concepto de necesidad de un avance en el encendido. Pero este avance en grados provoca que la chispa se produzca un tiempo (T) antes del p.m.s. , y ese tiempo (T) es el que tarda el motor en recorrer esos grados, pero resulta que cuanto más rápido gire el motor, a más revoluciones, tardará menos en recorrer esos grados, por ejemplo a 500 R.P.M. puede tardar 2 milisegundos en recorrer 5º pero a 5.000 R.P.M. tardará mucho menos por ejemplo 0,3 milisegundos en recorrer esos mismos 5º, con lo que la chispa, a 500 R.P.M. tiene tiempo de encender la mezcla justo en el p.m.s.(0º), pero a 5.000 R.P.M. la mezcla se encenderá pasados varios grados del p.m.s. porque en esos 2 milisegundos recorrió mucho más de los 5º de avance. Necesitamos por tanto un mecanismo que aumente los grados de avance del encendido a medida que aumentan las revoluciones del motor. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Basándonos en el principio de fuerza centrífuga, un cuerpo que gira describiendo una circunferencia está sometido a una fuerza radial y de sentido hacia el exterior con la siguiente relación FC =

m •V R

2

siendo m la masa, V la velocidad y R el radio, Por lo

tanto cuanto más velocidad mayor es la fuerza que empuja. Pues si sobre el eje del distribuidor colocamos una masa esta se desplazará hacia fuera con una FC tanto mayor cuanto mayor sea la velocidad de giro (revoluciones del motor). Esta es la base del sistema que veremos a continuación.

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- COMPOSICIÓN: Sobre el eje se colocan dos masas, una en cada lado, de manera que cuando estas se desplacen por acción de la Fuerza centrífuga muevan la leva desplazándola. Para sujetar estas masas usamos unos muelles de igual constante elástica, o incluso de dos distintas para que actúen en dos fases. - FUNCIONAMIENTO: Al aumentar las revoluciones aumenta la Fuerza centrífuga sobre las masas y tira de estas hacia fuera, al llegar a un cierto valor empiezan a ceder los muelles y las masas se desplazan hacia fuera a medida que aumentan las revoluciones estas masas empujan la leva desplazándola para que abra antes el ruptor con lo que se adelanta el encendido en función de las R.P.M. del motor. El avance conseguido va aumentando con las revoluciones, incluso usando dos muelles se puede obtener dos regímenes de avance distintos. Estos avances vienen escrupulosamente calculados de fábrica para cada motor y en consecuencia el peso de las masas y dureza de los muelles. -MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: Si alguno de los muelles cede o se agarrota, el avance centrífugo ya no actúa correctamente y puede adelantarlo o atrasarlo por lo que los muelles deben ser sustituidos siempre por otros de iguales características. Las masas no deben rozar con la carcasa del distribuidor y si lo hacen puede ser síntoma de que algún muelle cede más de la cuenta. Poniendo el distribuidor en el distribuscopio podremos comprobar los valores reales de avance centrífugo de nuestro distribuidor haciendo una gráfica con los avances a distintas revoluciones, y después compararlos con las tablas de los datos de fábrica, si no coincide seguramente deberemos cambiar los muelles, o hacer algún otro tipo de reparación.

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- Variador de avance por vacío. - NECESIDAD: Ya conocemos por el punto anterior la necesidad de un avance del encendido en ciertas situaciones, pues bien, la otra situación a tener en cuenta es la carga del motor pues de ello depende el comportamiento de la mezcla en los cilindros. Esto es porque la velocidad de propagación de la inflamación es tanto mayor cuanto más comprimida se encuentra esta; es decir, que si el vehículo marcha con la mariposa abierta del todo y el llenado de los cilindros es completo, el avance al encendido deberá ser menor que si se marcha a medios gases, con la mariposa medio cerrada, que impide un llenado total. De modo que para una misma velocidad del motor, el avance será mayor para la marcha a medios gases, y menor si el acelerador está pisado a fondo. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Para conocer la carga del motor nos basta con saber la presión que existe en el colector de admisión, si conectamos un tubo desde el colector a una cámara cerrada por una membrana, esta membrana se desplazará según la presión de la admisión, de este modo conectamos un mecanismo a esa membrana y podremos actuar en función de la carga del motor. - COMPOSICIÓN: Tenemos un tubo conectado a la admisión que llega a una cámara en el distribuidor esa cámara es estanca y está cerrada en un extremo por una membrana flexible. Esa membrana que por el otro lado está a la presión atmosférica, se conecta con una varilla que se desplaza con ella y que actúa moviendo la leva para adelantar el encendido. Además incluimos un muelle que empuja a esta y en el que podemos poner arandelas para regularlo. - FUNCIONAMIENTO: Cuando la mariposa se encuentra muy cerrada y el llenado de los cilindros no es bueno, se produce en la admisión un gran vacío, este vacío se transmite a través del tubo a la cámara estanca moviendo la membrana, y por lo tanto desplaza el eje unido a ella que a su vez mueve la leva provocando un avance en el encendido. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: El tubo no debe tener grietas que permitan la entrada de aire, y lo mismo la cámara estanca, en especial la membrana que no debe estar deteriorada. Si el muelle no aprieta lo suficiente pueden añadirse arandelas en algunos modelos, o en otros se aprieta un tornillo. Comprobaremos los valores obtenidos en el distribuscopio con los de fábrica.

- Bujía de encendido. Exp. 39.990

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- NECESIDAD: Llegada la corriente de alta tensión al cilindro adecuado necesitamos un elemento que haga saltar una chispa energética que inflame la mezcla, esto lo conseguiremos gracias a la bujía. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Si tenemos una tensión muy alta, la corriente será capaz de superar un salto entre conductores de manera que siga su camino, y en ese salto, libera gran energía. Aprovecharemos esta energía en forma de calor para provocar la ignición. - COMPOSICIÓN: La bujía esta formada a grandes rasgos por un electrodo central unido en su extremo superior a la tuerca de conexión, donde conectaremos los cables de alta tensión que vienen del distribuidor. Está rodeado por un material de elevadas propiedades aislantes que puede ser una porcelana a base de óxido de aluminio (corindón) que tiene la ventaja, frente a otras productos que se usaban antes, de que no es atacado por el tetraetilo de plomo de la gasolina. El perno de conexión que es de acero y el electrodo centra, se fijan dentro del aislador en una masa colada especial, eléctricamente conductora, de forma absolutamente estanca, La parte superior del aislador está dotada de unas ranuras que aumentan el trayecto a recorrer por una corriente de fuga desde el perno de conexión al cuerpo de la bujía, aumentando la resistencia a dicha corriente. Otra característica del aislador e poseer una alta “conductibilidad térmica”. La temperatura de su pie durante el funcionamiento d ella bujía es de 850º a900º, siendo aquella decisiva para determinar su “grado térmico”. El aislador debe tener así mismo una buena resistencia térmica, es decir, tolerancia a los cambios bruscos de temperatura. La bujía debe ajustar herméticamente al motor por interposición de un anillo de junta que puede venir integrado en la propia bujía. El asiento lo hace sobre la culata y va roscada sobre ella misma, para ello la bujía tiene en su parte inferior la rosca, que está separada interiormente del electrodo para dejar un espacio de ‘aireación’. chispa.

Existen modelos que tienen varios electrodos de masa para facilitar el salto de la

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- FUNCIONAMIENTO: La alta tensión llega a la bujía desde el distribuidor y llega al electrodo pasando al electrodo de masa provocando una chispa y calor, es como un minúsculo rayo que inflama la mezcla.

- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: La bujía debe meterse a mano para comprobar que la rosca entra de la forma adecuada ya que sino estropearíamos la rosca de la culata y ya no formaría un cierre hermético. Debemos usar las bujías recomendadas y no añadir ni quitar arandelas ni juntas, pues si la bujía entra demasiado la zona que entra en el motor puede producir puntos calientes además se depositarían residuos en la parte de rosca que está expuesta y dificultaría su extracción , y si es al contrario la chispa puede tener dificultades para alcanzar la mezcla. El grado térmico hace referencia a la capacidad de evacuación de calor de la bujía así por ejemplo para un motor de alta compresión es adecuada una de alto grado térmico, que evacua mejor el calor; y para un uso urbano será mejor un bajo grado térmico para que el motor pueda alcanzar pronto su temperatura de funcionamiento. Pero el uso de un grado térmico inadecuado puede dar lugar a zonas calientes si usamos un grado muy bajo, o a que la bujía no alcance la temperatura adecuada para su correcto funcionamiento en el caso contrario. El grado térmico de una bujía viene determinado por distintos factores: - La conductibilidad térmica del aislador y de los electrodos - La superficie del aislador expuesta a los gases de combustión. - El tamaño y forma del espacio respiratorio. - La situación y clase de sujeción del electrodo central dentro del aislante. - La forma y clase del material del anillo de junta. La bujía de alto grado térmico ( bujía fría) evacua más fácilmente que la de grado térmico (bujía caliente). La separación entre los electrodos se puede cifrar entre 0,6 y 0,75 mm, y estos no deben aparecer deteriorados. La separación irá aumentando con el uso.

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- Eje de arrastre del distribuidor. - NECESIDAD: Ya hemos hablado de que el eje de levas y el rotor giran a la mitad de revoluciones que el motor, pero necesitamos un elemento común que nos transmita ese movimiento. - COMPOSICIÓN: Es un eje metálico que se engrana con el árbol de levas, aprovechando que este ya gira a la mitad de vueltas que el motor, y lleva este giro a los otros elementos que están unidos a él de forma fija o elástica, como las levas. - FUNCIONAMIENTO: El modo de engranarse con el árbol de levas puede variar de un motor a otro pero es un sencillo mecanismo de engranajes, ojo porque algunos tienen una posición que hay que respetar. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: No tiene mantenimiento especial, aunque existe alguno que quitando el dedo rotor deja ver un fieltro que se debe empapar de aceite, y quizás tienen algún agujero expresamente para el engrase del mecanismo de avance u otros, pero e muy importante no excederse en el engrase porque si rebosa puede ser muy perjudicial.

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- Cables de alta tensión. - NECESIDAD: Ahora que ya tenemos la corriente de alta tensión en los bornes de la tapa del distribuidor se hace necesario llevarla hasta la bujía puesto que, como el lógico, la tapa del distribuidor no va puesta encima de estas. - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: No es más que un cable conductor. - COMPOSICIÓN: Se trata de un cable para cada bujía, el cable es especial para alta tensión por lo que está muy bien aislado, y sus terminales se adaptan a la tuerca de conexión de la bujía y a las salidas de la tapa del distribuidor por el otro. - FUNCIONAMIENTO: El funcionamiento es bien sencillo, pues lo único que hace es conducir la corriente de alta tensión entre los dos puntos a que está conectado. En este caso hace la unión entre la salida de la tapa del distribuidor y la bujía. - MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES: En primer lugar debemos asegurarnos de que el cable une cada salida con la bujía del cilindro que le corresponde, es decir, si unimos la salida 1 con el cilindro 4, la chispa saltará en el momento adecuado pero en el cilindro equivocado, en este caso en el 4 en lugar de en el 1 que es donde debería hacerlo. Además esto implica también que la salida 4 no esta conectada con su bujía, por lo que al menos dos cilindros no tendrán chispa en la compresión, sino en el momento del cruce de válvulas. Debemos examinar si los cables están cortador, deteriorados o puesto a masa o hay alguna conexión floja o suelta. El buen estado de los cables es más importante de lo que parece, por que ante la creciente resistencia que las mayores compresiones ponen al salto de la chispa en la cámara de explosión, ocurre que la alta presión eléctrica, voltaje, tiende a “romper” por donde más fácil le resulte. Una grieta o reblandecimiento por aceite, doblez, etc., apenas perceptible , puede ser causa de una derivación a masa o a otro cable demasiado próximo o averiado, perturbando el encendido en otro cilindro. Esto mismo ocurre si dos cables de cilindros inmediatos en el orden de explosión, sobre todo en los ocho cilindros, se tocan o están paralelos muy próximos. Por inducción salta la chispa también en ese vecino y trastorna el funcionamiento.

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