Sistema De Enfriamiento, Carga y Encendido.pdf
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Sistema De Enfriamiento Cuando el motor de combustión funciona, solo una parte de la energía calorífica del
combustible se convierte en trabajo mecánico a la salida del cigüeñal, el resto se pierde en
calor. Una parte del calor perdido sale en los gases de escape pero otra se transfiere a las
paredes del cilindro, a la culata o tapa y a los pistones, por lo que la temperatura de trabajo
de estas piezas se incrementa notablemente y será necesario refrigerarlos para mantener
este incremento dentro de límites seguros que no los afecten. Además las pérdidas por
rozamiento calientan las piezas en movimiento, especialmente las rápidas, como cojinetes
de biela y puntos de apoyo del cigüeñal.
Para refrigerar las piezas involucradas se usan dos vías:
El aceite lubricante para las piezas en movimiento y la cabeza de los pistones.
Un sistema especialmente construido que usa un fluido en movimiento para
refrigerar camisas de cilindros y culata. Este fluido puede ser aire, o líquido.
La función refrigerante del aceite lubricante se tratará cuando se describa el sistema de
lubricación, ahora nos ocuparemos del sistema de enfriamiento por fluido.
El sistema de enfriamiento puede haber de dos tipos
Por aire
Por liquido
Sistema De Enfriamiento Por aire.
Una hélice radial movida desde el cigüeñal del motor a través de una correa, está ubicada
dentro de un cuerpo de forma adecuada para dirigir el flujo de aire hacia la camisa del
cilindro que es la parte a refrigerar. El diámetro de la hélice así como la relación de
transmisión entre las poleas están bien elaborados para garantizar la cantidad de aire
necesario. La camisa del cilindro está dotada de aletas para aumentar la superficie de
transferencia de calor con el aire y así mejorar el enfriamiento.
Un termostato, que puede ser mecánico o electro-mecánico, regula la apertura de la
compuerta de salida de acuerdo a la temperatura del aire procedente de la camisa para
mantener el motor a la temperatura óptima.
Este mecanismo es en cierto modo auto compensado, ya que a medida que crece la
velocidad del motor y se producen más ciclos de combustión, automáticamente se genera
más aire de enfriamiento debido al propio aumento de la velocidad de rotación de la hélice
que está acoplada al cigüeñal.
En la mayor parte de las aplicaciones la correa que mueve la hélice también mueve otros
agregados del motor como el alternador, el fallo de la correa puede encender una alarma
luminosa al conductor en caso de fallo debido a la falta de servicio de alguno de los otros
agregados, y por lo tanto, en ocasiones el indicador de temperatura del motor no existe en el
tablero.
Tapón del radiador: Mantener la correcta presión interna así como el volumen del
refrigerante en el sostén de enfriamiento son las funciones del tapón del radiador.
Temperatura Del Motor.
la temperatura del motor se debe mantener estable, de modo que no se encuentre ni frió y
extremadamente caliente. Según algunos estudios el motor tiene una temperatura de trabajo
establecida, para que este no sufra daños en las piezas que estén en movimiento a la hora
que este se encuentre realizando su trabajo.
Sistema De Enfriamiento Por Liquido.
El líquido es movido por una bomba que se acciona desde el motor de manera que siempre
que este funcione, la bomba hace circular el líquido al sistema, una válvula de control de
flujo cuya apertura depende de la temperatura, restringe el flujo de refrigerante en mayor o
menor medida de acuerdo a esta, y así garantizar una temperatura temostatada en el agua
que sale del motor y con ello su temperatura de trabajo. Esta válvula se conoce como
termostato.
El refrigerante caliente procedente del motor se hace circular por un intercambiador de
calor dotado de múltiples tubos con aletas, conocido como radiador, por el que se hace
circular un flujo de aire externo representado con flechas azules para enfriarlo.
Una hélice accionada eléctricamente o bien desde el motor a través de un embrague térmico
induce el flujo de aire para el funcionamiento del intercambiador de calor.
Por último un sensor especial alimenta el indicador al conductor, que puede ser una señal
luminosa de alarma o un aparato indicador de la temperatura o ambos. El aparato indicador
de la temperatura generalmente es un termómetro de termo resistencia.
Como el sistema está completamente lleno con agua y esta se dilata y contrae al calentarse
y enfriarse, el sistema está provisto de una válvula de seguridad de presión calibrada, que se
abre y cierra por la propia presión. El trasiego del volumen sobrante se hace a un recipiente
aparte que a la vez sirve de reserva. Esta válvula no está representada en la figura y casi
siempre es la propia tapa del radiador, y por donde además, se llena todo el sistema con
refrigerante.
Componentes Del Sistema De Enfriamiento.
Radiador: es un tipo tanque donde se deposita el agua, su función es disipar el calor del
líquido refrigerante que viene del motor a través de una circulación que le atraviesa por los
canales o cañuelas que lo conforman.
según el materia del que estos están construidos pueden haber de 4 tipos:
Bomba de agua: La bomba de agua es el dispositivo que hace circular el líquido
refrigerante en el sistema de refrigeracion del motor. Es accionada por una correa de
transmisión y sólo funciona cuando el motor se encuentra encendido, va conectada al
cigüeñal y hace circular el agua por el circuito de refrigeración y el motor, esto, se logra el
intercambio de calor al ingresar el liquido por el radiador, el cual por corriente de aire
disipa la temperatura.
La bomba de agua es un componente vital para el buen funcionamiento del sistema que
regula la temperatura con la cual el motor debe trabajar.
Las bombas de agua son responsables de hacer circular el líquido refrigerante a través del
bloque de motor, radiador, culata, etc. Así mismo deben asegurar una obturación óptima, ya
que las pérdidas de refrigerante ocasionarían calentamientos del motor que podrían causar
averías cuantiosas en el peor de los casos. Hoy en día las bombas de agua modernas son de
fundición de aluminio como los motores de los vehículos.
Ventilador:
El ventilador es necesario cuando la temperatura del motor sube sobre un nivel
predeterminado o cuando hay una carga creciente en el sistema de enfriamiento (como al
encender el aire acondicionado). El resto del tiempo, el funcionamiento del ventilador sería
una pérdida de energía eléctrica, por eso se apaga.
Diagnostico: Cuatro cosas pueden evitar que un ventilador se encienda cuando debe: una
mala temperatura o sensor del líquido refrigerante (problema en el circuito del cableado del
interruptor o del sensor); que esté dañado el relais del ventilador; un problema del cableado
(el fusible quemado, conector flojo o corroído); o que el motor del ventilador esté averiado.
Una forma de comprobar si el motor de ventilador está bueno o malo es conectarlo
directamente a la batería. Si gira, está bueno, y el problema se ubicaría en otra parte: en el
cableado o en el circuito de control. Otra prueba es revisar el voltaje con una luz de
voltímetro o chequear el cableado del ventilador. Debe haber voltaje cuando el motor está
caliente y cuando el aire acondicionado está encendido.
Termostato: Se le llama termostato en el
motor de combustión interna, a una válvula de control de flujo del refrigerante colocado en
la salida de este en el conducto hacia el radiador.
La función de esta válvula es controlar el paso del refrigerante hacia el radiador en
dependencia de la temperatura del motor, para mantenerla dentro del rango adecuado.
Cuando el motor se arranca frío esta válvula está cerrada y se mantiene así hasta que el
refrigerante dentro del motor se acerque a la temperatura de trabajo (algo más de 70 grados
Celsius). En ese momento comienza a abrirse, permitiendo el paso al radiador y estará
completamente abierta unos grados más arriba (alrededor de los 90 grados Celsius).
Ampolleta de temperatura: El Sensor de Temperatura del Refrigerante envía información
para la preparación de la mezcla aire / combustible, registrando las temperaturas del motor,
la computadora adapta el ángulo de inyección y el tiempo de encendido para las diferentes
condiciones de trabajo, dependiendo de la información del sensor. El Sensor de
Temperatura del Refrigerante es un sensor con un coeficiente negativo, lo que significa que
su resistencia interna aumenta cuando la temperatura disminuye.
Fallas: Variaciones en marcha mínimas.
Alto consumo de combustible.
Dificultades para arrancar.
Causas de fallas: Cambios erráticos en la señal.
El motor no alcanza la mínima temperatura de funcionamiento.
El último código de falla puede aparecer con una falla del termostato del refrigerante.
Diagnóstico: Borrar códigos de falla.
Revise la línea eléctrica del sensor, la conexión del arnés, que no exista corrosión ni roturas
y el chequeo se debe hacer con un multimetro.
Mangueras: son las encargadas de conducir el liquido refrigerante hacia la bomba de agua
para que pueda distribuida al motor, también es la misma la que se encarga de regresarlo al
radiador, para que este pueda ser enfriado por el ventilador.
Hoy en día existe una gran variedad de mangueras, de distintas formas, tamaños,
materiales, etc.
tipos de mangueras:
Mangueras moldeadas: Diseñadas para cumplir con las normas de calidad del equipo
original, reemplazando en cualquier tipo de vehículo los ductos de entrada y salida del
sistema de refrigeración y enfriamiento.
Mangueras lisas (Rectas): Diseñadas para ser empleadas en el sistema de refrigeración de
autos, camiones y maquinaria donde se requiere una instalación recta y firme de alta
resistencia a la temperatura extrema, aplastamiento o ruptura.
Mangueras Flexibles (Corrugadas) Su gran flexibilidad y amplio radio de curvatura,
contribuyen a crear una magnífica manguera de excepcional desempeño en el sistema de
refrigeración de autos, camionetas y camiones, que cumplen con las funciones del equipo
original
Mangueras Super Duty: Recomendada para múltiples propósitos como transporte de
agua, aire, combustibles moderados, minería, herramientas neumáticas y herbicidas, donde
se requiere una manguera liviana y de buena resistencia a la temperatura, la intemperie y el
ozono.
Tapón del radiador: El tapón del radiador tiene tres funciones. El sello mayor, el de la
contracara de la tapa, sella herméticamente el circuito para que no haya intercambio con la
altmósfera exterior. El sello de goma menor, el inferior, cierra el cogote del radiador, en el
escalón que está a la vista, y tiene un resorte, que cede a cierta presión atmosférica que
genera la temperatura, y permite salir líquido, el que no puede ir al exterior gracias al sello
superior de la tapa, por lo que va por el caño de descarga, que sale del radiador entre ambos
sellos, al depósito auxiliar. Cuando se detiene el motor, comienza a enfriar y bajar la
presión en el radiador, contrayéndose las atmósferas que se habían dilatado en caliente. Al
suceder esto, se va produciendo vacío en el radiador por la falta del líquido expulsado. Allí
trabaja cediendo su resorte por depresión, la pequeña válvula que tiene la tapa del radiador
abajo, abriendo para que el líquido que fué al depódito auxiliar, vuelva al radiador. Se
llaman circuitos de refrigeración cerrados.
principales causas del sobrecalentamiento del motor.
1. No revisar el nivel del líquido refrigerante 2. Mezclar marcas diferentes de refrigerantes 3. Usar aditivos que no son compatibles con el líquido refrigerante 4. Modificar la parte frontal del vehículo restringiendo el paso de aire hacia el radiador 5. No cambiar el lubricante por lo menos una vez al año 6. Usar líquidos refrigerantes de baja calidad 7. Tener fugas en el sistema 8. Cambiar el tipo de tapón del radiador 9. No cambiar mangueras dañadas, cuarteadas, rajadas, duras o muy suaves (esponjosas) 10. No cambiar bandas dañadas 11. Limpiar las mangueras del radiador con diesel, aceite, gasolina o solventes 12. Usar mangueras de radiador que no sean originales 13. Quitar la tolva del radiador 14. Modificar (cerrar) las ranuras de ventilación en los motores enfriados por aire
15. El termostato se queda pegado o no abre 16. El embrague del ventilador es defectuoso o está dañado 17. El motor del ventilador no opera 18. La bomba de agua se encuentra dañada
mantenimiento Del Sistema De Enfriamiento
Los sistemas de enfriamiento de los motores requieren de un mantenimiento periódico para
poder continuar funcionando correctamente.
Estas revisiones varían desde comprobar el nivel de fluido de enfriamiento e inspeccionar
las bandas y mangueras, hasta el reemplazo del fluido de enfriamiento.
Los sistemas de enfriamiento que reciben un mantenimiento adecuado brindan
normalmente una operación libre de problemas durante toda la vida.
El mantenimiento del sistema de enfriamiento debe ser de la siguiente Manera:
Limpieza y lavado del radiador
Revisar el nivel de refrigerante cuando el motor está frío, el nivel de refrigerante debe estar
levemente por encima de la marca inferior en el tanque recuperador, ubicado en el lado
izquierdo del motor
Revisar y limpiar la tapa del radiador ya que pude haber acumulación de sedimentos
alrededor del sello y pueden conducir a un sellado inadecuado en la tapa del radiador, fugas
y posible contaminación del refrigerante.
Refrigerantes Para El Motor
Refrigerante:
Es cualquier cuerpo o sustancia que actúa como agente de enfriamiento absorbiendo calor
de otro cuerpo o sustancia.
Con respecto al ciclo compresión-vapor, el refrigerante es el fluido de trabajo del ciclo el
cuál alternativamente se vaporiza y se condensa absorbiendo y cediendo calor,
respectivamente.
Para que un refrigerante sea apropiado y se le pueda usar en el ciclo antes mencionado,
debe poseer ciertas propiedades físicas, químicas y termodinámicas que lo hagan seguro
durante su uso.
No existe un refrigerante “ideal” ni que pueda ser universalmente adaptable a todas las
aplicaciones. Entonces, un refrigerante se aproximará al “ideal”, solo en tanto que sus
propiedades satisfagan las condiciones y necesidades de la aplicación para la que va a ser
utilizado.
Propiedades:
Para tener uso apropiado como refrigerante, se busca que los fluidos cumplan con la
mayoría de las siguientes características:
Baja temperatura de ebullición: Un punto de ebullición por debajo de la temperatura
ambiente, a presión atmosférica. (Evaporador)
Fácilmente manejable en estado líquido: El punto de ebullición debe ser controlable con
facilidad de modo que su capacidad de absorber calor sea controlable también.
Alto calor latente de vaporización: Cuanto mayor sea el calor latente de vaporización,
mayor será el calor absorbido por kilogramo de refrigerante en circulación.
No inflamable, no explosivo, no tóxico.
Químicamente estable: A fin de tolerar años de repetidos cambios de estado.
No corrosivo: Para asegurar que en la construcción del sistema puedan usarse materiales
comunes y la larga vida de todos los componentes.
Moderadas presiones de trabajo: las elevadas presiones de condensación (mayor a 25-
28kg/cm) requieren un equipo extra pesado. La operación en vacío (menor a 0kg/ cm)
introduce la posibilidad de penetración de aire en el sistema.
Fácil detección y localización de pérdidas: Las pérdidas producen la disminución del
refrigerante y la contaminación del sistema.
Inocuo para los aceites lubricantes: La acción del refrigerante en los aceites lubricantes no
debe alterar la acción de lubricación.
Bajo punto de congelación: La temperatura de congelación tiene que estar muy por debajo
de cualquier temperatura a la cuál pueda operar el evaporador.
Alta temperatura crítica: Un vapor que no se condense a temperatura mayor que su valor
crítico, sin importar cuál elevada sea la presión. La mayoría de los refrigerantes poseen
críticas superiores a los 93°C.
Moderado volumen específico de vapor: Para reducir al mínimo el tamaño del compresor.
Bajo costo: A fin de mantener el precio del equipo dentro de lo razonable y asegurar el
servicio adecuado cuando sea necesario.
Haremos hincapié en las más importantes para la selección del refrigerante adecuado para
la aplicación de que se trate y el equipo disponible. Todos los refrigerantes se identifican
mediante un número reglamentario.
Economía
Las propiedades más importantes del refrigerante que influyen en su capacidad y eficiencia
son:
-El calor latente de Evaporación
-La relación de compresión
El calor específico del refrigerante tanto en estado líquido como de vapor:
Excepto para sistemas muy pequeños, es deseable tener un valor alto de calor latente para
que sea mínimo el peso del refrigerante circulando por unidad de capacidad. Cuando se
tiene un valor alto del calor latente y un volumen específico bajo en la condición de vapor,
se tendrá un gran aumento en la capacidad y eficiencia del compresor, lo que disminuye el
consumo de potencia. Y permite el uso de un equipo pequeño y más compacto. En los
sistemas pequeños, si el valor del calor latente del refrigerante es muy alto, la cantidad de
refrigerante en circulación será insuficiente como para tener un control exacto del líquido.
Es mejor tener un calor específico bajo en el líquido y un valor alto en el vapor en tanto que
ambos tiendan a aumentar el efecto refrigerante por unidad de peso, el primero se logra
aumentando el efecto de sub enfriamiento y el último disminuyendo el efecto de
sobrecalentamiento. Cuando se cumplen estas condiciones en un fluido simple, se logrará
mejorar la eficiencia del cambiador de calor líquido-succión.
Con relaciones de compresión bajas se tendrá un consumo menor de potencia y alta
eficiencia volumétrica, siendo esto último más importante en sistemas pequeños ya que esto
permitirá usar compresores pequeños.
Con un coeficiente de conductancia alto, pueden mejorarse las relaciones de transferencia
de calor, sobre todo en caso de enfriamiento de líquidos y de esta forme se pueden reducir
el tamaño y el costo del equipo de transferencia. La relación presión-temperatura del
refrigerante debe ser tal que la presión en el evaporador siempre esté por arriba de la
atmosférica. En el caso de tener una fuga en el lado de menor presión del sistema, si la
presión es menor a la atmosférica, se introducirá una considerable cantidad de aire y
humedad en el sistema, mientras que si la presión vaporizante es mayor a la atmosférica, se
minimiza la posibilidad de introducción de aire y humedad al sistema al tenerse una fuga.
La presión condensante debe ser razonablemente baja, ya que esto permite usar materiales
de peso ligero en la construcción del equipo para condensación, reduciéndose así el tamaño
y el costo.
Relaciones refrigerantes –aceite:
Salvo unas pocas excepciones, el aceite necesario para la lubricación del compresor es el
contenido del cárter del cigüeñal del compresor que es donde está sujeto al contacto con el
refrigerante.
El dióxido de azufre y los halocarburos reaccionan en cierto grado con el aceite
lubricante, generalmente la reacción es ligera bajo condiciones de operación normales.
Cuando hay contaminantes en el sistema tales como aire y humedad, en una cantidad
apreciable, se desarrollan reacciones químicas involucrando a los contaminantes y tanto el
refrigerante como el aceite refrigerante como el aceite lubricante pueden entrar en
descomposición, formándose ácidos corrosivos y sedimentos en superficies de cobre y/o
corrosión ligera en superficies metálicas pulidas. Las temperaturas altas en las descargas,
por lo general aceleran estos procesos.
Por la naturaleza de temperatura alta en la descarga del refrigerante F22, el daño en el
aceite lubricante produce el que se queme el motor, constituye esto un problema serio en las
unidades motor - compresor que utilizan este refrigerante, sobre todo cuando se las utiliza
en condensadores enfriados con aire y con tuberías de succión grandes.
En los sistemas que usan refrigerantes halocarburos, es muy común que varias partes del
compresor se encuentren cobrizadas. La causa exacta del cobrizado no ha sido determinada
en forma definitiva, pero se tienen grandes evidencias que los factores que contribuyen a
eso son la humedad y la pobre calidad del aceite lubricante.
Las placas de cobre no se emplean en los sistemas de amoníaco.
Las desventajas antes nombradas se podrán reducir al mínimo o eliminarse mediante el uso
de aceites lubricantes de alta calidad que tengan puntos muy bajos de “fluidez o
congelación” y/o de “precipitación”, manteniendo al sistema relativamente libre de
contaminaciones, tales como aire y humedad y diseñando al sistema de tal forma que las
temperaturas en las descargas sean relativamente bajas.
Refrigerantes del grupo 1:
Son los de toxicidad e inflamabilidad despreciables. De ellos, los refrigerantes 11, 113 y
114 se emplean en compresores centrífugos.
Los refrigerantes 12, 22, 500 y 502 se usan normalmente en compresores alternativos y en
los centrífugos de elevada capacidad.
Refrigerantes del grupo 2:
Son los tóxicos o inflamables, o ambas cosas.
El grupo incluye el Amoníaco, Cloruro de etilo, Cloruro de metilo y Dióxido de azufre,
pero solo el Amoníaco (r-717) se utiliza aún en cierto grado.
Refrigerantes del grupo 3:
Estos refrigerantes son muy inflamables y explosivos. A causa de su bajo costo se utilizan
donde el peligro está siempre presente y su uso no agrega otro peligro, como por ejemplo,
en las plantas petroquímicas y en las refinerías de petróleo.
El grupo incluye el Butano, Propano, Isobutano, Etano, Etileno, Propileno y Metano.
Estos refrigerantes deben trabajar a presiones mayores que la atmosférica para evitar que
aumente el peligro de explosión. Las presiones mayores que la atmosféricas impiden la
penetración de aire por pérdidas porque es la mezcla aire-refrigerante la que resulta
potencialmente peligrosa.
Diferentes tipos de refrigerantes (características) Amoníaco:
Aunque el amoníaco es tóxico, algo inflamable y explosivo bajo ciertas condiciones, sus
excelentes propiedades térmicas lo hacen ser un refrigerante ideal para fábricas de hielo,
para grandes almacenes de enfriamiento, etc., donde se cuenta con los servicios de personal
experimentado y donde su naturaleza tóxica es de poca consecuencia.
El amoníaco es el refrigerante que tiene más alto efecto refrigerante por unidad de peso.
El punto de ebullición del amoníaco bajo la presión atmosférica estándar es de -2,22°C, las
presiones en el evaporador y el condensador en las condiciones de tonelada estándar es de -
15°C y 30°C son 34,27 libras por pulgada y 169,2 libras por pulgada, respectivamente,
pueden usarse materiales de peso ligero en la construcción del equipo refrigerante. La
temperatura adiabática en la descarga es relativamente alta, siendo de 98,89°C para las
condiciones de tonelada estándar, por lo cual es adecuado tener enfriamiento en el agua
tanto en el cabezal como en el cilindro del compresor.
En la presencia de la humedad el amoníaco se vuelve corrosivo para los materiales no
ferrosos.
El amoníaco no es miscible con el aceite y por lo mismo no se diluye con el aceite del
cárter del cigüeñal del compresor. Deberá usarse un separador de aceite en el tubo de
descarga de los sistemas de amoníaco.
El amoníaco es fácil de conseguir y es el más barato de los refrigerantes.
Su estabilidad química, afinidad por el agua y no-miscibilidad con el aceite, hacen al
amoníaco un refrigerante ideal pare ser usado en sistemas muy grandes donde la toxicidad
no es un factor importante.
Refrigerante 22:
Conocido con el nombre de Freón 22, se emplea en sistemas de aire acondicionado
domésticos y en sistemas de refrigeración comerciales e industriales incluyendo: cámaras
de conservación e instalaciones para el procesado de alimentos: refrigeración y aire
acondicionado a bordo de diferentes transportes; bombas de calor para calentar aire y agua.
Se pude utilizar en compresores de pistón, centrífugo y de tornillo.
El refrigerante 22 (CHCIF ) tiene un punto de ebullición a la presión atmosférica de
40,8°C.
Las temperaturas en el evaporador son tan bajas como 87°C. Resulta una gran ventaja el
calor relativamente pequeño del desplazamiento del compresor.
La temperatura en la descarga con el refrigerante22 es alta, la temperatura sobrecalentada
en la succión debe conservarse en su valor mínimo, sobre todo cuando se usan unidades
herméticas motor-compresor. En aplicaciones de temperatura baja, donde las relaciones de
compresión altas, se recomienda tener en enfriamiento con agua al cabezal y a los cilindros
del compresor. Los condensadores enfriados por aire empleados con el refrigerante 22,
deben ser de tamaño generoso.
Aunque el refrigerante 22 es miscible con aceite en la sección de condensación a menudo
suele separársele del aceite en el evaporador.
No se han tenido dificultades en el retorno de aceite después del evaporador cuando se tiene
el diseño adecuado del serpentín del evaporador y de la tubería de succión.
Siendo un fluorcarburo, el refrigerante 22 es un refrigerante seguro.
Se comercializa en cilindros retornables (CME) de 56,7 Kg, cilindros desechables de 22,68
kg, cilindros desechables de 13,61 kg y cajas de 12 latas de 5,10 kg cada una.
Refrigerante 123:
Es un sustituto viable para el freón 11 como refrigerante.
Las propiedades termodinámicas y físicas del refrigerante 123 en conjunto con sus
características de no-inflamabilidad lo convierte en un reemplazo eficiente del Freón 11 en
chillers centrífugos.
El refrigerante 123 fue diseñado para trabajar en equipos nuevos existentes. Cuando se
considere u reacondicionamiento para refrigerante 123 de un equipo existente, debe
considerarse el ciclo de vida útil del equipo, la diferencia de costo de operación y
mantenimiento y el costo de reacondicionamiento.
Los equipos nuevos que han sido diseñados para trabajar con el refrigerante 123 tienen
menor costo de operación comparada con los equipos existentes.
Debido a que tiene un olor tan leve que no se puede detectar por medio del olfato es
necesaria una verificación frecuente de fugas y la instalación de detectores de fugas por
áreas cerradas utilizadas por el personal. Se comercializa en tambores de 283,5kg, tambores
de 90,72kg y tambores de 45,36kg. Su composición en peso es de 100% HFC-123.
Refrigerante 134-a:
El refrigerante marca Suva134a, ha sido introducido por DuPont, como reemplazo de los
clorofluorocarbonos (CFC) en muchas aplicaciones. La producción de CFC es reemplazada
por el hidrofluorucarbono HFC-134ª.
Este refrigerante no contiene cloro y puede ser usado en muchas aplicaciones que
actualmente usan CFC-12. Sin embargo en algunas ocasiones se requieren cambios en el
diseño del equipo para optimizar el desempeño del Suva 134ª en estas aplicaciones.
Las propiedades termodinámicas y físicas del Suva 134ª y su baja toxicidad lo convierten
en un reemplazo seguro y muy eficiente del CFC-12 en muchos segmentos de la
refrigeración industrial más notablemente en el aire acondicionado automotriz, equipos
domésticos, equipo estacionario pequeño, equipo de supermercado de media temperatura y
chillers, industriales y comerciales. El Suva134a ha mostrado que es combustible a
presiones tan bajas como 5,5 psi a 177°C cuando se mezclan con aire a concentraciones
generalmente mayores al 60% en volumen de aire. A bajas temperaturas se requieren
mayores presiones para la combustibilidad. No deben ser mezclados con el aire para
pruebas de fuga. En general no se debe permitir que estén presentes con altas
concentraciones de aire arriba de la presión atmosférica. Se comercializan en cilindros
retornables (CME) de 56,7kg, cilindros desechables de 13,61kg, y cajas de 12 latas de
3,408kg cada una. Temperatura del evaporador -7°C a 7°C. Su composición en peso es de
100% HFC-134ª.
Refrigerante 407c/410 a:
DuPont los comercializa con el nombre de Suva 9100 respectivamente.
Reemplazan el HCFC-22 en el aire acondicionado doméstico en aplicaciones en el
calentamiento de bombas. El Suva 9000 sirve para equipos nuevos o en servicio, tiene un
desempeño similar del HCFC-22 en el aire acondicionado. El Suva 9100 sirve solo para
equipos nuevos y es un reemplazo del Freón 22 de mayor capacidad. Se comercializa en
cilindros desechables de 6,8kg y en cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Su composición
en peso es de 60% HCFC-22, 23% HFC-152ª y 27% HCFC-124.
Refrigerante 401ª:
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva MP39. Algunas aplicaciones de este
refrigerante son refrigeradores domésticos, congeladores, equipos de refrigeración para
alimentos de media temperatura de humidificadores, máquinas de hielo y máquinas
expendedoras de bebidas.
Tiene capacidades y eficiencia comparables a las del Freón 12, en sistemas que operan con
una temperatura de evaporación de -23°C (-10°F) y superiores.
Se comercializan en cilindros retornables (CGT) de 771kg, cilindros retornables de 56,7kg,
cilindros desechables de 6,8kg y cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Su composición en
peso es de 60% HCFC-22, 13% HCF-152ª y 27% HCFC-124.
Refrigerante 401-b:
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva MP66, provee capacidades
comparables al CFC-12 en sistemas que operan a temperatura de evaporación debajo de los
-23°C (- 10°F), haciéndolo adecuado para el uso en equipos de transporte refrigerado y en
congeladores domésticos y comerciales. También puede sr utilizado para reemplazar en
equipos que usan R-500. Se comercializa en cilindros retornables (CGT) de 771kg,
cilindros retornables de 56,7kg y cilindros desechables de 13,61kg. Sus composición en
peso es de 60% HCFC-22, 13% HFC-152ª y 27% HCFC-124.
Refrigerante 402ª:
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva HP80, reemplaza al R-502 en sistemas
de media y baja temperatura. Tiene aplicaciones muy variadas en la industria de la
refrigeración. Es usado ampliamente en aplicaciones de supermercados, almacenamiento y
transporte de alimentos en sistemas de cascada de temperatura. Ofrece buena capacidad y
eficiencia sin sufrir los incrementos de presión y temperatura en la descarga del compresor,
lo cual si sucede cuando un equipo es convertido HCFC-22. Se comercializa en cilindros
retornables (CME) de 49,9kg y cilindros desechables de 13.25 kg. Su composición en peso
es de 60% HCFC-22, 38,5% HFC-125 y 2% de propano.
Refrigerante 402b:
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva HP81, todos los refrigerantes
designados HP fueron diseñados para reemplazar al R-502 en sistemas de refrigeración de
temperatura media y baja. Está diseñado para el reacondicionamiento de equipos como
máquinas de hielo. Además ofrece más alta eficiencia comparado con el R-502 y una
capacidad relativamente mejor. Sin embargo el mayor contenido de HCFC-22 resulta en
temperaturas de descarga de compresor en un rango de 14°C (25°F). Se comercializa en
cilindros desechables de 5,9kg. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 38% HFC-
125 y 2% de propano.
Hidrocarburos directos:
Los hidrocarburos directos son un grupo de fluidos compuestos en varias proporciones de
los dos elementos hidrógeno y carbono. Algunos son el Metano, etano, butano, etileno e
isobutano. Todos son extremadamente inflamables y explosivos. Aunque ninguno de estos
compuestos absorbe humedad en forma considerable, todos son extremadamente miscibles
en aceite para todas las condiciones. Su uso ordinariamente está limitado a aplicaciones
especiales donde se requieren los servicios de personal especializado.
Sistema de Carga
El sistema de carga, tiene la función de recargar la batería, así como proveer
de corriente a los sistemas que consumen energía eléctrica, durante la
operación del vehículo. Las partes componentes de los sistemas son:
1. batería
2. alternador o generador
3. regulador
1. la batería, además de ser recargada, por el alternador, provee de energía al
regulador, para que exista excitación y se inicie el proceso de recargar, además
es un compensador de carga, el cual permite que se mantenga un valor
deseable en el sistema eléctrico.
2. el alternador es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía
eléctrica. La generación se basa en el principio de la teoría electromagnética.
El alternador está constituido por: rotor, estator, carbones y porta carbones,
baleros, polea y placa de diodos.
El rotor es el dispositivo encargado de crear el campo magnético.
Dependiendo de la intensidad del campo y la velocidad de giro, es la cantidad
de corriente que se genera en él. esta es debida a la inducción del campo
magnético en el conductor (estator).En el estator la corrientes producida es
alterna, para una producción más continua de corriente, el estator cuenta con
3 devanados, los cuales se encuentran desfasados con la finalidad de que la
corriente alterna no tenga esas variaciones y sea continua. Esta corriente
generada, para que pueda ser aceptada por la batería, necesita de un
dispositivo capaz de convertir la corriente la corriente alterna en corriente
continua, para ello, son utilizados los diodos, los cuales están dispuestos en
dos conjuntos de placas, una de diodos positivos y otra de diodos negativos,
los cuales cumplen esa función, los carbones y porta carbones son los
encargados de proveer la corriente eléctrica regulada para controlar la
intensidad del campo magnético
3. El regulador es el encargado de realizar la regulación de la cantidad de la
corriente en los carbones de alternador pero posteriormente llegar al rotor.
Este se encuentra dividido en tres partes: relevador de campo, regulador de
voltaje y foco indicador. Los reguladores se encuentran de varios tipos: de
paso, de 4 vías, e integrado.
SISTEMA DE ENCENDIDO
Los sistemas de encendido tienen por función generar un arco eléctrico en los electrodos de
una bujía para iniciar la combustión de una mezcla aspirada por los pistones dentro de los
cilindros del motor. Es de suma importancia que esta chispa ocurra con la calidad adecuada
y en el momento preciso.
En los motores a gasolina, la mezcla se inflama por capas concéntricas, no es inmediata
siendo necesario contar con mecanismos de avance de encendido que tienen en cuenta la
duración de la combustión. La chispa debe ocurrir antes de que el pistón alcance el punto
muerto superior para que la fuerza de la expansión de los gases sea máxima cuando el
pistón ya haya pasado el PMS justo cuando la biela y el puño de biela del cigüeñal estén en
90º.
El avance de encendido óptimo depende de varios factores: la velocidad de rotación del
motor, el combustible, la temperatura del motor y del aire ambiente, las bujías, el estado del
motor, el llenado de los cilindros, la riqueza de la mezcla, la compresión, etc.
El encendido realiza sustancialmente las cuatro siguientes funciones:
· Ruptura del circuito primario de carga de la bobina y el consecuente salto de la chispa en
la bujía
· Cálculo del avance de encendido en función del régimen y la carga
· Elaboración de la energía de alta tensión
· Distribución de la alta tensión a las bujías de encendido
A estas cuatro funciones se les agregan otras como por ejemplo:
· Detección del picado y modificación del avance de encendido
· Correcciones en función de la temperatura
· Limitaciones del régimen del motor, etc.
Todas ellas y más se pueden realizar con medios mecánicos o mediante sistemas
electrónicos.
Siguiendo el modo de realización de las funciones descritas, se pueden clasificar los
sistemas de encendido de la siguiente forma:
· Encendido convencional (SZ)
· Encendido transistorizado con platino (TSZ-K)
· Encendido transistorizado sin platino con generador de impulso de tipo inductivo (TZ-I)
· Encendido transistorizado sin platino con generador de impulso de efecto hall (TZ-H)
· Encendido por descarga de condensador
· Encendido electrónico integral con distribución mecánica del encendido (EZ)
· Encendido totalmente electrónico con distribución estática del encendido (DIS)
· Encendido totalmente electrónico con una bobina por cilindro (COP)
SISTEMA SZ:
El bobinado primario está unido al embobinado secundario en el terminal negativo de dicha
bobina, constituyendo una especie de autotransformador de alta tensión.
En el momento en que se cierra el platino la corriente en el primario se establece
progresivamente hasta que se abre de nuevo el circuito, cuando se abre el circuito la
corriente se deriva hacia el condensador conectado entre los bornes del ruptor.
El condensador se carga absorbiendo una parte de la corriente hasta que los contactos del
platino están lo suficientemente separados evitando el arco eléctrico, con esto se reduce la
energía perdida en la bobina primaria.
La idea es producir una tensión auto inducida en la bobina primaria de centenares de voltios
y estos e logra tratando en lo posible de que la corriente en el primario desaparezca lo más
rápidamente posible.
Debido a la relación entre el número de espiras del bobinado primario y secundario (100/1)
aproximadamente, se obtienen altas tensiones disponibles en el circuito secundario
necesario para lograr el arco eléctrico en las bujías venciendo todas las resistencias de dicho
circuito.
(Normalmente la chispa debe saltar con una tensión de aproximadamente
10 a 15 KV.)
Un ciclo de encendido está constituido de dos fases sucesivas distintas:
· Almacenamiento de la energía (circuito primario)
· Restitución de la energía (circuito secundario)
El ciclo empieza con el cierre de los platinos, la corriente se establece en el circuito
primario a través de la inductancia de la bobina, el tiempo de circulación de
corriente en ella debe ser el suficiente para alcanzar un buen campo magnético
(saturación de la bobina primaria, regulado por la abertura del platino); cuando se
abren los platinos aparece un voltaje auto inducido en dicha bobina debido a la
brusca desaparición del campo magnético primario (importancia del condensador)
que apareció en la bobina.
Esta tensión en la bobina primaria induce un alto voltaje en la bobina secundaria
necesario para lograr el salto de la chispa en la bujía. En una primera fase el circuito
secundario logra una tensión cercana a los 11 a 15 KV capaz de ionizar el espacio
entre los electrodos de la bujía y el valor está en función de factores como por
ejemplo de la presión, distancia entre electrodos, temperatura, composición de la
mezcla, etc.
La intensidad de la chispa está condicionada por la tensión, la inductancia, la
resistencia, la capacidad; siendo su valor inicial de 30 ó 40 mA, determinando la
calidad de la combustión de la mezcla carburada.
Además de la tensión y la intensidad de la chispa es necesario examinar la energía y
la duración de la chispa. Es sabido que la cantidad de energía almacenada por la
bobina depende de la intensidad del primario antes de la ruptura y del coeficiente de
autoinducción de la bobina.
Naturalmente la energía de la chispa, su tensión, su
intensidad y su duración están relacionadas por
fórmulas de electricidad, donde la primera es igual al
producto de las otras dos.
Si se aumenta la tensión se disminuye la intensidad o
la duración de la misma por lo que el producto es
invariable.
Es necesario buscar una corta duración de la chispa
para tener un elevado calor instantáneo favorable para
la inflamación del plasma adecuado para motores con
regímenes de funcionamiento elevados.
El aumento de la tensión permite una descarga más
rápida, más brusca y forma un arco más conductor. La
intensidad de la corriente será menor y también la
Saturación de la bobina primaria:
Para definir el tiempo de cierre de los contactos (conducción del primario de bobina) se
habla normalmente de “ángulo dwell” que es por definición la relación expresada en
porcentaje entre el tiempo de cierre y el tiempo total del ciclo.
Es también usual hablar de tiempo de saturación de la bobina primaria e su magnitud se
expresa en milisegundos (así se le reconoce en los sistemas de encendido electrónicos)
Principios de reglaje de las curvas de avance:
Los dos puntos de lectura para ajustar el avance de encendido a la evolución del motor son
el régimen de giro y la carga del motor.
Cuanto mayor sea la velocidad de giro del motor mayor debe ser el avance de encendido
para que tenga tiempo suficiente de producirse la combustión; además la velocidad de la
combustión es mayor cuanto mayor sea la presión, mejor la dosificación y más elevada la
temperatura. Todos estos elementos varían con la velocidad de giro del motor pero no
proporcionalmente por lo que el sistema de ajuste tendrá que tener en cuenta otros factores
Un sistema de ajuste del avance se compone de tres elementos:
· Un avance fijo, resultado del calado inicial del distribuidor que debe ser capaz de
mantener el régimen de ralentí
· Un avance variable dependiendo de la velocidad de giro del motor y aumentando con el
incremento de RPM pero no proporcionalmente.
·Una corrección de este avance en función de la carga soportada por el motor; esta
corrección es positiva si la carga disminuye (adelanto), pero puede ser negativa para evitar
la contaminación en ralentí o en caso de utilización del freno de motor (al disminuir el
vacío el encendido debe retrasarse).
Esta corrección se basa en el vacío o depresión del motor captada por un flexible conectado
al múltiple de admisión más debajo de la mariposa del acelerador (generalmente).
Dispositivos de avance centrífugo:
Tiene como objetivo variar el avance de encendido conforme varían las RPM del motor
basándose en el principio de fuerza centrífuga aplicada al movimiento giratorio de unas
masas.
En la figura siguiente hay tres ejemplos de sistemas de avance centrífugo que ilustran las
diferencias entre ellos.
Los contrapesos reaccionan ante las RPM y mediante la fuerza centrífuga tienden a abrirse.
Su recorrido está limitado por la tensión de unos resortes que a su vez actúan con resortes
recuperadores.
Este sistema está conectado con el rotor del distribuidor y así cuando las masas se abren,
arrastran consigo al rotor en el mismo sentido de giro de él.
De esta manera la leva del rotor abre antes al platino adelantando el momento del
encendido.
Dispositivos de avance por depresión (vacío):
Este dispositivo modifica el avance
de encendido en base a la carga del
motor tomando el valor de presión en
el colector de admisión.
El detector de depresión es una
cápsula manométrica donde la
membrana es atraída por la depresión
existente en la zona entre la mariposa
y las válvulas de admisión.
El principio de reglaje es
determinado por la tensión del
muelle de compresión, la superficie
de la membrana, la fuerza y rigidez
del resorte correspondiente a la curva
de avance a carga parcial.
Los movimientos de la membrana
son transmitidos por una bieleta
unida al plato móvil porta platinos.
La asociación mecánica del
dispositivo centrífugo y la corrección
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE ENCENDIDO
Para obtener un nivel de energía importante en la bobina es necesario cortar la conducción
de una corriente importante que circula por el circuito primario de encendido, pero esto
compromete la duración de la vida de los platinos, por el efecto del arco eléctrico que se
produciría en ellos. Por ello se comenzó a utilizar un transistor como elemento de
interrupción de dicha corriente, de manera que el platino controle solo la corriente de base
de dicho transistor (pocos mA).
Esto permitió evolucionar al sistema de encendido
TRANSISTORIZADO CON PLATINO conocido como TSZk
Esta disposición permite mejorar la optimización de la bobina: corriente primaria más
elevada, más energía de encendido, menor calentamiento de la bobina.
Por efectos de los materiales de construcción de los platinos, se debe calcular una corriente
mínima a través de ellos del orden de 300 a 500 mA.
Estando el platino cerrado, la base del transistor T2 tiene el potencial negativo bloqueando
el transistor.
Como la base de T1 está entonces conectada a un potencial (+) a través de la resistencia R1
se establece corriente base-emisor desbloqueando dicho transistor, permitiendo la
circulación de corriente de colector a emisor (corriente primaria).
Cuando se abre el platino, la base de T1 se vuelve instantáneamente positiva, a través de
R2. Se establece una corriente base emisor en T2 desbloqueándolo, interrumpiendo así la
corriente del circuito primario.
De esta forma el problema de desgaste de los platinos queda resuelto además de los rateos
por el funcionamiento del platino a gran velocidad.
GENERADORES DE IMPULSO
Un generador de pulso es un dispositivo capaz de producir una señal, ya sea análoga o
digital, que obedece a un sincronismo lógico en el motor, para excitar la base del transistor
de potencia en el módulo, señal que en el sistema TSZ-K era suministrada por el platino. El
generador puede ser:
· Inductivo
· De efecto hall
· Fotoeléctrico (óptico)
Generador de impulso inductivo: Está formada por una bobina de captación, una pieza polar con un imán permanente más un
rotor giratorio conectado al eje del distribuidor.
El principio de funcionamiento del generador se basa en que, al girar el rotor, el entrehierro
que queda entre los dientes del rotor y los del estator varía de forma periódica en
correspondencia del flujo magnético.
Cuando un conductor eléctrico se somete a la acción de un flujo magnético variable, en el
conductor se induce una tensión eléctrica. La tensión inducida es alterna, cuando la tensión
cambia de polaridad, es decir, cuando pasa de valor máximo positivo a máximo negativo se
produce la chispa.
Los sensores analógicos se basan en la permeabilidad magnética; los materiales
paramagnéticos concentran las líneas de fuerza de un campo magnético en su interior. En
consecuencia si creamos un campo magnético, al colocar una pieza de hierro en sus
inmediaciones, las líneas de fuerza se concentrarán en el interior de la pieza y se generará
un flujo magnético (aumentarán las líneas de fuerza) y si alejamos la pieza de hierro el flujo
desaparecerá.
Para aprovechar las variaciones de flujo debe colocarse una bobina dentro del campo
magnético del imán. De esta forma, las variaciones de flujo inducirán en la bobina una
corriente eléctrica. Esta corriente es el impulso o señal de bloqueo o conducción para la
serie de transistores del circuito cuya misión es bloquear el transistor de potencia, que
eliminará la corriente en el primario de la bobina de encendido.
Las técnicas para conseguir este tipo de impulso son dos: la primera consiste en disponer un
imán permanente; dentro del campo magnético del imán va colocada la bobina, en ella se
inducirán los impulsos, y enfrentada a la bobina hay una rueda con tantos salientes o crestas
de ferrita como cilindros tenga el motor.
La rueda va montada sobre el eje del distribuidor de encendido con el mecanismo de
avance centrífugo para variar su calado. En su giro, la rueda encara sucesivamente cada una
de sus crestas con la bobina y el campo magnético del imán. El giro de la rueda produce
variaciones del flujo que inducen en la bobina una señal variable parecida a una corriente
alterna; el flujo magnético alcanza un valor máximo cuando esta cresta está alineada con la
bobina, y un valor mínimo cuando hay un hueco frente a la bobina. (no confundir con la
señal de voltaje generada).
La segunda técnica consiste en crear el campo magnético con una bobina alimentada con la
batería, frente a ella gira una rueda con crestas de ferrita. Cuando se encara una cresta de la
rueda frente a la bobina, las líneas de fuerza del campo magnético se desplazan hacia la
cresta y varía el flujo magnético. Esta variación de flujo induce en la bobina una corriente.
Esta corriente auto inducida tiene una f.e.m. de valor y sentido variables: al acercarse la
cresta a la bobina, el flujo aumenta y la f.e.m. tiene el mismo sentido de la corriente de la
bobina; cuando la cresta se aleja decrece el flujo magnético y la f.e.m. inducida se opone a
la corriente de la bobina.
Aunque no es usual, también podemos encontrar algún sistema de encendido con una
tercera técnica que consiste en disponer una rueda giratoria formada por imanes
permanentes: al girar la rueda, los imanes se enfrentan consecutivamente a dos bobinas e
inducen en ellas una corriente alterna; los valores máximos de la tensión de esta corriente, a
modo de impulsos, son los que gobiernan el sistema de encendido.
Para asegurarse del buen funcionamiento de este generador de impulso se debe respetar la
distancia que existe entre la parte fija y la parte móvil del generador (entre-hierro).
Generador de impulso de efecto Hall:
Este tipo de generador produce un tipo de señal digital, es decir, un pulso cuadrado cuyo
valor fluctúa entre 0 y 5 volt (ó 0 y 12 V). El principio hall se basa en lo siguiente: cuando
un material semiconductor se le aplica una corriente eléctrica y en forma perpendicular se
somete a la acción de un campo magnético, en los extremos del conductor aparecerá la
denominada tensión hall.
Un típico interruptor de efecto hall en un distribuidor, tiene un circuito integrado y frente a
él un imán permanente, luego un conjunto de pantallas pasan entre el imán y el integrado,
para permitir el paso y la interrupción del flujo magnético. Cuando el flujo magnético pasa
por el espacio de aire, internamente se produce la tensión hall, sin embargo debido a un
inversor dispuesto en el circuito integrado, la tensión de salida está a nivel bajo y en el caso
en que la pantalla queda en el espacio de aire el Voltaje hall será bajo mientras que a la
salida será un nivel alto 5 volt. Aprox.
Generador de impulso de efecto óptico:
Un generador fotoeléctrico utiliza la emisión de luz de un diodo
LED (Ligth emisor diode), que choca con un fototransistor y genera una señal de Voltaje.
La rueda de disparo es un disco que pasa entre el diodo y el transistor, por lo tanto, cuando
una de las ventanas del disco queda entre el diodo y el fototransistor, la luz del diodo pasa y
se genera un nivel alto en la salida. Los generadores fotoeléctricos son utilizados como
sensores de posición del cigüeñal en un sin número de sistemas.
El disco, fabricado de metal, tiene ranuras en su periferia separadas también 4, 6, etc.
(dependiendo del número de cilindros) ranuras ubicadas más hacia el interior del disco.
Las ranuras interiores son usadas como sensor del punto muerto superior que detecta el
punto muerto superior de los pistones, y las ranuras exteriores son usadas como sensor del
ángulo de giro que detecta la rotación del cigüeñal. El disco está acoplado al eje del
distribuidor y gira solidariamente.
La unidad del sensor tiene dos LEDs y dos foto diodos, usados para detectar las ranuras del
sensor del ángulo de giro y las ranuras del sensor del punto muerto superior. El disco gira
entre los LEDs y los foto diodos y cada vez que una ranura está entre un LED y un par de
foto diodos, la luz emitida por el LED llega al foto diodo a través de la ranura. Cuando se
expone a la luz, el foto diodo se enciende y el sensor emite una salida de 5V o 12 Volt.
Cuando la luz no es leída por el foto diodo, el foto diodo se apaga y el sensor emite una
señal de 0V. Las señales en forma de pulsaciones son enviadas al ECM.
SISTEMA DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO CON GENERADOR INDUCTIVO
(TSZ-I):
En nuestro mercado existe un sin número de sistemas de encendido con generador
inductivo, de hecho el generador inductivo se usa de forma masiva principalmente debido a
su fiabilidad y bajo costo de fabricación.
Cuando el interruptor de encendido se cierra, circula una corriente del orden de los 5
amperes por la bobina, cerrando el circuito a tierra por medio del transistor de potencia en
el módulo. Si el encendido se mantiene en esta condición el módulo interrumpe la
circulación de corriente transcurridos 2 a 3 segundos, como una manera de proteger el
sistema si no se da arranque. En esta fase en la bobina se satura el campo magnético. Luego
al dar arranque gira el eje del distribuidor, el generador inductivo entregará la señal entre
los terminales correspondientes del módulo. La señal pasa a una etapa de inversión
(análoga / digital) , para transformarla en señal cuadrada. Esta señal es tratada por el
módulo en relación al tiempo en que debe estar energizado el primario de la bobina, para
luego pasar a la etapa de excitación del transistor de potencia.
Los niveles altos de la señal dejan al transistor conduciendo y los niveles bajos lo llevan a
estado de corte para producir la chispa.
La figura anterior muestra el esquema de un sistema de encendido TSZ-I básico utilizado
en la línea Toyota junto con el sistema de inyección EFI.
Si se observa la figura podemos concluir que el interruptor que reemplaza al platino (sz) es
nuevamente un transistor, pero a diferencia del sistema tsz-k, el transistor se activa o
desactiva de acuerdo a la señal enviada por el generador de impulso inductivo ubicado en el
distribuidor.
El avance inicial del encendido es determinado por la posición del distribuidor; la posición
de la rueda reluctora del generador, es determinada por el sistema de avance centrífugo
(contrapesos); y la posición del disco que lleva la bobina del generador de impulso es
controlada por el sistema de avance por vacío. Esto nos indica que los mecanismos de
control de avance están sujetos a des calibraciones siendo a su vez muy limitados e
inflexibles a las variaciones en la temperatura del refrigerante y a las detonaciones que se
pudiesen producir en el motor.
Para indicar las RPM del motor al computador del sistema de inyección, se utiliza la señal
proveniente del terminal negativo de la bobina de encendido, pero este computador no tiene
ningún control sobre los grados de avance o retraso del sistema de encendido.
La señal de ign. Es usada como una señal de entrada al sistema de inyección de
combustible.
Cuando el motor está girando una señal de corriente alterna aparece en la bobina del
generador de impulso por inducción electromagnética. Esta señal es captada por el módulo
de encendido el que posteriormente la utiliza como una señal de control para la base del
transistor de potencia que controla la corriente del circuito primario de encendido.
Cuando la señal de voltaje a la base del transistor es alta, circula corriente en el primario de
la bobina, cuando la señal es baja, la corriente primaria desaparece induciéndose el alto
voltaje en la bobina secundaria.
Al estar el motor está funcionando, el momento de encendido es determinado por la
posición relativa del relector y de la bobina del generador de impulso que es controlada por
el avance centrífugo y por vacío respectivamente.
Si aumentan las RPM, el reluctor avanza en el mismo sentido de giro del eje del
distribuidor y cuando aumenta el vacío en el motor por alguna condición de manejo, la
bobina del generador de impulso gira en sentido contrario al normal del rotor del
distribuidor. (En ambos casos, el encendido se adelanta).
SISTEMA DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO CON
GENERADOR DE EFECTO HALL (TSZ-H):
Un ejemplo de aplicación del generador hall es el sistema TSZH
BOSCH el cual dispone de un módulo similar en funcionamiento al TSZI analizado
anteriormente con la salvedad de la distribución de los terminales en el módulo, por
ejemplo el generador hall se alimenta a través de los terminales 3 y 5 mientras que la señal
de entrada al módulo es por el terminal número 6.
El avance al vacío actúa moviendo el circuito integrado en sentido contrario al giro del
rotor mientras que el avance centrífugo mueve las pantallas en el mismo sentido de giro del
motor.
SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRONICOS (EZ):
Las características principales de este tipo de sistema de encendido es que ahora el módulo
de encendido es controlado no por un generador de impulso, sino que por el Computador
del Motor, de esta manera el módulo de encendido pasa a ser otro actuador de la ECU.
El circuito anterior muestra un esquema de un sistema Toyota donde se observan elementos
esenciales, por ejemplo el sensor de posición del cigüeñal (CrankShaft) que envía la señal
NE; el sensor del árbol de leva (Camshaft) que envía la señal G1; el módulo de encendido,
la bobina de encendido, el arnés de cables, bujías y el computador del motor.
La bobina de encendido tiene una muy baja resistencia (de 1 a 4 ohm) al flujo de corriente
para lograr un campo magnético en ella mucho mayor. Un transistor de potencia en el
módulo de encendido controla la corriente que circulará por el circuito primario.
Otro requerimiento para el establecimiento del alto voltaje es que la corriente primaria debe
desaparecer rápidamente. Cuando el transistor en el módulo se corta, (actúa como circuito
abierto) la corriente rápidamente se detiene y el campo magnético colapsa, produciéndose
el alto voltaje o presión eléctrica en la bobina secundaria
Señal IGT:
El flujo de corriente por la bobina primaria es controlada por el ECM de acuerdo a la señal
Ignition timming signal (IGT), con esta señal la ECM desactiva el transistor principal del
módulo de encendido.
Módulo de encendido (igniter):
La principal función es cortar y activar la corriente primaria basado en la señal IGT enviada
por la ECM. Además tiene otras funciones adicionales:
· Conformación de la señal IGF
· Control del ángulo Dwell (tiempo de saturación de la bobina primaria.
· Corte preventivo de baja corriente
· Corte preventivo por sobre voltaje
· Control de limitación de corriente
· Señal hacia el tacómetro
Señal IGF:
La señal IGF es una señal que le permite al computador determinar si la bobina de
encendido realizó o no su trabajo de abrir y cerrar el circuito primario de corriente. Esta
señal se genera por los valores máximos y mínimos de corriente el dicho circuito y
mediante un módulo de control, el igniter envía dicha señal al ECM para confirmar el
encendido.
Con todo lo anterior planteado en el ejemplo particular de Toyota se puede deducir que las
características más importantes de un sistema de encendido EZ son las siguientes:
· La generación de alto voltaje se realiza mediante una bobina de encendido (plástica)
· El control de la corriente primaria se realiza mediante un módulo de encendido que es
controlado por la ECM
· La distribución de la chispa es realizada de manera mecánica mediante
un distribuidor.
· El control de los avances es realizado de manera electrónica a través del ECM (el
distribuidor no posee mecanismos de avances por contrapesos o membranas de vacío),
mediante señales de RPM y carga del motor).
SISTEMA DIS
Las siglas DIS ( Distributorless Ignition System ) se emplea en
Estados Unidos para describir cualquier sistema de encendido que no tenga distribuidor. El
sistema hace uso de la teoría de la chispa de desecho, semejante a los encendidos que se
usaron durante muchos años en las motocicletas y motores fuera de borda. Cada extremo de
un secundario de bobina se conecta con una bujía. Las dos bujías se encuentran en cilindros
que son par pistón. Cuando la bobina dispara la chispa que va al cilindro en compresión
enciende la mezcla. La chispa del otro cilindro se desecha al final de la carrera de escape.
El orden de encendido de la bobina se determina y se mantiene mediante el módulo de
encendido. Cuando una bobina dispara, una bujía enciende con polaridad positiva y la otra
bujía enciende con polaridad negativa, al mismo tiempo. La polaridad y la presión del
cilindro determinan la caída de Voltaje a través de cada bujía. Desde luego, la bujía en el
cilindro de compresión necesita más Voltaje para crear una chispa entre los electrodos que
está en escape.
Un circuito de control del módulo, maneja el flujo de la corriente primaria y su tiempo de
ángulo de contacto. El devanado de la bobina primaria tiene una resistencia muy pequeña
(menor a 1 ohm). Cuando se aplica un voltaje de 14 volts circula una corriente teórica
mayor que 14 amperes, lo cual ayuda a disminuir el tiempo de saturación; sin embargo,
para evitar daños en los componentes del sistema, el flujo máximo de la corriente se debe
mantener entre 8.5 a 10 amperes. El módulo emplea una forma de ciclo cerrado de control
de intervalo.
Se vigila la corriente máxima de la bobina en el ciclo previo. Si no alcanzó su valor
máximo, el módulo aumenta al tiempo de intervalo para permitir la saturación completa de
la bobina. Si alcanzó la corriente máxima, el módulo disminuye el tiempo de ángulo de
contacto para reducir la potencia consumida por el sistema. El sistema sin distribuidor se
diseñó para reemplazar al sistema mecánico HEI de gran éxito en General Motors, sin
embargo en sin número de fabricantes Europeos y Asiáticos han incorporado dicho sistema.