Técnica Moto125.cc - Alternador y Encendido

Autor del texto – Fortunato J. Sanz
Autor de fotos – Moto125.cc
Fecha – 6/9/2015

El encendido es uno de los sistemas inherentes al motor de explosión ya que es el encargado de provocar la explosión de la mezcla en los cilindros que genera la fuerza motriz del motor. Vamos, que sin esta chispa vital tu moto no se movería del sitio.

El principio de funcionamiento del encendido es en sí mismo básico y sencillo, ya que se trata de provocar la explosión de la mezcla carburada comprimida en el cilindro y esto se consigue mediante la chispa que produce la bujía y que inicia la reacción explosiva de la mezcla. La complicación se encuentra en “el cuándo” y en “el cómo” se genera esa chispa en la bujía.

El “cuándo” es de vital importancia ya que influye directamente en la eficiencia del motor y debe producirse justo un instante antes de que el pistón alcance su PMS (Punto Muerto Superior) para ajustar el tiempo que tarda en producirse completamente la explosión de toda la mezcla con el que el pistón tarda en llegar al PMS recogiendo toda la fuerza de la explosión justo cuando inicia su movimiento descendente. Esta anticipación del encendido se conoce como avance de encendido y su incorrecto ajuste puede producir o bien una explosión tardía cuando el avance es excesivo y que conlleva pérdida de potencia, o bien el “picado de biela” si el avance es insuficiente y que conlleva una explosión prematura cuando el pistón está subiendo lo que conlleva a desplazarlo en dirección contraria con el consiguiente sufrimiento de las piezas afectadas (pistón, biela y cigüeñal); incluso puede provocar el giro en sentido contrario del motor.

El “cómo” consiste en hacer llegar a la bujía una tensión de más de 10.000 voltios para que pueda producirse un arco voltaico o chispa entre sus electrodos y se consigue mediante la bobina de alta tensión (conocida también como bobina de alta, a secas) que no es otra cosa que un simple transformador formado por dos bobinados con diferentes número de espiras. El bobinado primario de la bobina de alta recibe una corriente de bajo voltaje generada por la unidad CDI y la convierte en corriente de alto voltaje mediante el principio por el que funcionan los transformadores: si el número de espiras en el bobinado secundario es mayor que en el primario se amplifica la tensión (a costa de perder intensidad), y viceversa.

El encargado de producir la electricidad que necesita tu moto o scooter es el alternador. Este elemento lo componen dos partes principales: un rotor o volante magnético conectado con el cigüeñal (y que gira con él) y un estátor que permanece inmóvil junto con los cárteres. En el estátor encontramos un conjunto de bobinas que, por el “mareo” del campo magnético producido por los imanes que contiene el rotor en movimiento, producen corriente eléctrica alterna (de ahí el nombre de alternador). Las bobinas interiores se encargan de producir la corriente eléctrica para los circuitos de alumbrado y/o carga de la batería (la corriente alterna se convierte en continua a través de un regulador/rectificador), pero existe otra bobina más pequeña exterior (bobina captadora o “pickup”) que se ocupa de producir la chispa (técnicamente, un transitorio de corriente) y que forma parte del sistema de encendido.

Los sistemas de encendido más habituales son los CDI en los cuales una de las bobinas del alternador (bobina de excitación) se ocupa mediante un rectificado (conversión de la corriente alterna en continua) de cargar un condensador contenido en la unidad CDI, mientras que la bobina de “pick-up” (situada por fuera del rotor aunque fijada a los cárteres) produce un pulso de corriente cada vez que pasa junto a ella un imán del rotor (sincronizado con el avance de encendido). El pequeño pulso del “pick-up” hace que la carga almacenada en el condensador se descargue en el bobinado primario de la bobina de alta tensión produciéndose el efecto deseado (de ahí que se denominen de descarga capacitiva).

Obviamente el motor nunca trabaja al mismo régimen de revoluciones lo que conlleva unas diferentes velocidades de desplazamiento del pistón, por lo que actualmente se incorporan encendidos de avance variable en función del régimen para así optimizar e igualar lo máximo posible el tiempo de deflagración de la mezcla con el tiempo que tarda el pistón en llegar al PMS desde el momento del “chispazo”.

Tipos de sistemas de encendido

	Encendido por platinos Es el más antiguo y lleva años sin utilizarse debido principalmente a su gran desgaste mecánico, su necesidad de continuos ajustes y su escasa precisión. Este tipo de encendido se componía de tres elementos: La bobina de carga del alternador, el condensador y los platinos. La bobina de carga del alternador era la encargada de “llenar” de electricidad el condensador, la cual era liberada hacia la bobina de alta cuando los dos contactos de los platinos o ruptor entraban en contacto.

Encendido electrónico Con la llegada de la electrónica se pudieron sustituir los platinos por elementos electrónicos más duraderos y con un mantenimiento prácticamente nulo, siendo sustituidos por una bobina especial denominada “pick-up” la cual lanzaba la señal de comienzo del encendido para electrónicamente descargar la carga almacenada en una bobina (descarga inductiva) o condensador (descarga capacitiva). Los más actuales eliminan el sistema de descarga por electrónica de potencia que produce el pulso de corriente a partir de la corriente de la batería con la única ayuda de la referencia de la bobina de “pick-up”.

	Encendido CDI Acrónimo de Capacitor Discharge Ignition (encendido por descarga de condensador) es el más utilizado en la actualidad debido a su inexistente mantenimiento y a sus posibilidades de ajuste exacto del avance del encendido. En este tipo de encendido la descarga se produce en un condensador. Toda la electrónica, incluyendo el propio condensador, se encuentra en una caja cerrada denominada “Unidad CDI” que, en ocasiones, incluye hasta la misma bobina de alta tensión.

Rotor interior Lo habitual es que el rotor cubra el estator. Sin embargo esto presenta el problema de un mayor peso girando sobre el cigüeñal, o lo que es lo mismo, una mayor inercia, lo que dificulta la facilidad para subir de vueltas en los motores de competición. Una solución son los rotores interiores que concentran el rotor con sus imanes sobre el cigüeñal y lo rodean con el estator.

Componentes

	Bujía Es la encargada de generar la chispa en el interior del cilindro que provocará la deflagración de la mezcla. Existen diversos tipos en función del ancho y largo de su cuello (rosca), de su grado térmico (capacidad de disipación del calor generado) y de los materiales empleados en su fabricación.

Bobina de Alta Tensión Es la encargada de aumentar el voltaje hasta los más de 10.000 voltios necesarios para que se produzca el arco voltaico en la bujía que comúnmente conocemos como chispa. En realidad es un transformador que pone a masa (chasis) uno de los extremos de los bobinados primario y secundario, quedando dos terminales: el del primario que se conecta a la unidad CDI y el del secundario (con más espiras) hacia la bujía.

	Bobina de excitación Es una de las bobinas fijadas al estator cuya misión es la de generar electricidad exclusivamente para cargar el condensador de la unidad CDI. Se denomina también bobina de carga.

Bobina de “Pick-up” Conocida también como bobina de pulsos o captadora. Se trata de una pequeña bobina que produce un pulso eléctrico que desencadena el proceso del encendido cuando el cigüeñal llega a una determinada posición en su giro. En motores con alternadores de rotor está situada en el exterior del rotor mientras que en motores con alternador externo está ubicada en solitario en el eje del cigüeñal.

	Centralita Es el corazón electrónico del sistema de encendido, controlándolo y adaptando el avance de encendido a las condiciones de funcionamiento del motor y a los datos que le llegan de los sensores. En un encendido por descarga capacitiva se denomina unidad CDI.

Pipa de la bujía Es el conector que se fija a la bujía. Sus formas abultadas están justificadas por el aislamiento eléctrico y por incluir en su interior un antiparasitario que reduce las emisiones de ondas electromagnéticas producidas por los transitorios (ruido), y que afectan a la escucha de emisoras de radio y TV. A la hora de medir la resistencia del bobinado secundario de la bobina de alta tensión, habrá que tener en cuenta este elemento ya que su presencia aumentará sensiblemente la medida.

En teoría

La base por la que el encendido y el alternador “fabrican” la electricidad se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday que formuló a partir de sus experimentos de 1831. Básicamente consiste en que si, ante una espira varía un campo magnético producido por un imán en movimiento, en los extremos de la espira aparece una tensión. La tensión inducida en la espira será mayor si unimos varias espiras (una bobina), mientras que, en la práctica, los imanes se encuentran en las paredes interiores del rotor. La bobina de pick-up producirá un pulso cada vez que pase ante ella un pequeño imán en la pared exterior del rotor, y este pulso de baja tensión se amplificará en alta tensión a través de la bobina de alta para producir la chispa (o descarga eléctrica) en la bujía.