Bobina de encendido: qué es, por qué se necesita, signos de mal funcionamiento

Como todos los automovilistas saben, los trenes de potencia de gasolina y diésel funcionan según principios diferentes entre sí. Si en un motor diesel el combustible se enciende a partir de la temperatura del aire comprimido en el cilindro (solo hay aire en la cámara durante la carrera de compresión, y el combustible diesel se suministra al final de la carrera), entonces en un análogo de gasolina esto El proceso es activado por una chispa formada por una bujía.

Ya hemos hablado en detalle del motor de combustión interna en revisión separada... Ahora nos centraremos en un elemento separado del sistema de encendido, de cuya capacidad de servicio depende la estabilidad del motor. Esta es la bobina de encendido.

¿De dónde viene la chispa? ¿Por qué hay una bobina en el sistema de encendido? ¿Qué tipos de bobinas existen? ¿Cómo funcionan y cuál es su dispositivo?

¿Qué es una bobina de encendido de automóvil?

Para que la gasolina en el cilindro se encienda, es importante una combinación de tales factores:

• Una cantidad suficiente de aire fresco (la válvula de mariposa es responsable de esto);
• Buena mezcla de aire y gasolina (esto depende de tipo de sistema de combustible);
• Una chispa de calidad (se forma bujías, pero es la bobina de encendido la que genera un impulso) o una descarga dentro de los 20 mil voltios;
• La descarga debe ocurrir cuando el VTS en el cilindro ya está comprimido, y el pistón por inercia ha salido del punto muerto superior (dependiendo del modo de funcionamiento del motor, este pulso puede generarse un poco antes de este momento o un poco más tarde ).

Si bien la mayoría de estos factores dependen de la operación de inyección, sincronización de válvulas y otros sistemas, es la bobina la que crea el pulso de alto voltaje. Aquí es de donde proviene este enorme voltaje en un sistema de 12 voltios.

En el sistema de encendido de un automóvil de gasolina, una bobina es un pequeño dispositivo que forma parte del sistema eléctrico del automóvil. Contiene un pequeño transformador que almacena energía y, si es necesario, libera todo el suministro. Cuando se activa el devanado de alto voltaje, ya es de unos 20 mil voltios.

El sistema de encendido en sí funciona según el siguiente principio. Cuando se completa la carrera de compresión en un cilindro en particular, el sensor del cigüeñal envía una pequeña señal a la ECU sobre la necesidad de una chispa. Cuando la bobina está en reposo, funciona en modo de almacenamiento de energía.

Habiendo recibido una señal sobre la formación de una chispa, la unidad de control activa el relé de la bobina, que abre un devanado y cierra el de alto voltaje. En este momento, se libera la energía necesaria. El impulso pasa a través del distribuidor, que determina qué bujía debe activarse. La corriente fluye a través de cables de alto voltaje conectados a las bujías.

En los automóviles más antiguos, el sistema de encendido está equipado con un distribuidor que distribuye el voltaje entre las bujías y activa / desactiva los devanados de la bobina. En las máquinas modernas, dicho sistema tiene un tipo de control electrónico.

Como puede ver, la bobina de encendido es necesaria para crear un pulso de alto voltaje a corto plazo. La energía es almacenada por el sistema eléctrico del vehículo (batería o generador).

El dispositivo y el principio de funcionamiento de la bobina de encendido.

La foto muestra uno de los tipos de bobinas.

Según el tipo, el cortocircuito puede consistir en:

1. Un aislante que evita la fuga de corriente del dispositivo;
2. El caso en el que se recogen todos los elementos (la mayoría de las veces es de metal, pero también hay análogos de plástico hechos de material resistente al calor);
3. Papel aislante;
4. El devanado primario, que está hecho de un cable aislado, enrollado en 100-150 vueltas. Tiene salidas de 12V;
5. El devanado secundario, que tiene una estructura similar al principal, pero tiene entre 15 y 30 mil vueltas, enrollado en el interior del primario. Los elementos con un diseño similar pueden equiparse con un módulo de encendido, una bobina de dos pines y una doble. En esta parte del cortocircuito se crea una tensión superior a 20 mil V, dependiendo de la modificación del sistema. Para que el contacto de cada elemento del dispositivo esté lo más aislado posible y no se forme una rotura, se utiliza una punta;
6. Contacto de terminal primario. En muchos carretes, se indica con la letra K;
7. Perno de contacto, con el que se fija el elemento de contacto;
8. La salida central, por la que el cable central va al distribuidor;
9. Cubierta protectora;
10. Batería terminal de la red de a bordo del vehículo;
11. Resorte de contacto;
12. Soporte de fijación, con el que se fija el dispositivo en una posición fija en el compartimento del motor;
13. Cable externo;
14. Un núcleo que evita la formación de corrientes parásitas.

Dependiendo del tipo de automóvil y del sistema de encendido que se utilice en él, la ubicación del cortocircuito es individual. Para encontrar rápidamente este elemento, debe familiarizarse con la documentación técnica del automóvil, que indicará el diagrama eléctrico de todo el automóvil.

El funcionamiento del cortocircuito tiene el principio de funcionamiento del transformador. El devanado primario está conectado a la batería por defecto (y cuando el motor está en marcha, se utiliza la energía generada por el generador). Mientras está en reposo, la corriente fluye a través del cable. En este momento, el devanado forma un campo magnético que actúa sobre el alambre delgado del devanado secundario. Como resultado de esta acción, se acumula alto voltaje en el elemento de alto voltaje.

Cuando se dispara el interruptor y se apaga el devanado primario, se genera una fuerza electromotriz en ambos elementos. Cuanto mayor sea la EMF de autoinducción, más rápido desaparecerá el campo magnético. Para acelerar este proceso, también se puede suministrar una corriente de bajo voltaje al núcleo de cortocircuito. La corriente aumenta en el elemento secundario, por lo que el voltaje en esta sección cae bruscamente y se forma un voltaje de arco.

Este parámetro se almacena hasta que la energía se elimina por completo. En la mayoría de los automóviles modernos, este proceso (reducción de voltaje) dura 1.4 ms. Para la formación de una poderosa chispa capaz de perforar el aire entre los electrodos de la vela, esto es suficiente. Una vez que el devanado secundario se descarga por completo, el resto de la energía se utiliza para mantener el voltaje y amortiguar las oscilaciones de la electricidad.

Funciones de la bobina de encendido

La eficiencia de la bobina de encendido depende en gran medida del tipo de distribuidor utilizado en el sistema del vehículo. Así, un distribuidor mecánico pierde una pequeña cantidad de energía en el proceso de cierre / apertura de contactos, ya que puede formarse una pequeña chispa entre los elementos. La falta de elementos de contacto mecánicos del interruptor se manifiesta a velocidades altas o bajas del motor.

Cuando el cigüeñal tiene un número reducido de revoluciones, los elementos de contacto del distribuidor generan una pequeña descarga de arco, como resultado de lo cual se suministra menos energía a la bujía. Pero a altas velocidades del cigüeñal, los contactos del interruptor vibran, lo que hace que caiga el voltaje secundario. Para eliminar este efecto, se instala un elemento de resistencia en las bobinas operando con un chopper mecánico.

Como puede ver, el propósito de la bobina es el mismo: convertir una corriente de bajo voltaje en uno alto. Los demás parámetros de la operación SZ dependen de otros elementos.

Funcionamiento de la bobina en el circuito general del sistema de encendido.

Se describen detalles sobre el dispositivo y los tipos de sistemas de encendido de automóviles. en una revisión separada... Pero en resumen, en el circuito SZ, la bobina funcionará según el siguiente principio.

Los contactos de bajo voltaje están conectados al cableado de bajo voltaje de la batería. Para evitar que la batería se descargue durante la operación del cortocircuito, la sección de bajo voltaje del circuito debe duplicarse con el generador, por lo tanto, el cableado se ensambla en un arnés para más y un arnés para menos (en el camino, durante el funcionamiento del motor de combustión interna, la batería se recarga).

1) generador, 2) interruptor de encendido, 3) distribuidor, 4) disyuntor, 5) bujías, 6) bobina de encendido, 7) batería

Si el generador deja de funcionar (cómo verificar su mal funcionamiento, se describe aquí), el vehículo utiliza la energía de la batería. En la batería, el fabricante puede indicar cuánto tiempo puede funcionar el automóvil en este modo (para obtener detalles sobre cómo seleccionar una batería nueva en su automóvil, se describe en otro articulo).

Un contacto de alto voltaje sale de la bobina. Dependiendo de la modificación del sistema, su conexión puede ser a un interruptor o directamente a una vela. Cuando se enciende el encendido, se suministra voltaje desde la batería a la bobina. Se forma un campo magnético entre los devanados, que se amplifica por la presencia del núcleo.

En el momento de arrancar el motor, el arrancador hace girar el volante, con el que gira el cigüeñal. DPKV fija la posición de este elemento y da un impulso a la centralita cuando el pistón alcanza el punto muerto superior durante la carrera de compresión. En el cortocircuito, el circuito se abre, lo que provoca una ráfaga de energía a corto plazo en el circuito secundario.

La corriente generada fluye a través del cable central hasta el distribuidor. Dependiendo de qué cilindro se active, dicha bujía recibe el voltaje apropiado. Se produce una descarga entre los electrodos y esta chispa enciende una mezcla de aire y combustible comprimidos en la cavidad. Hay sistemas de encendido en los que cada bujía está equipada con una bobina individual o están dobladas. La secuencia de operación de los elementos se determina en la parte de bajo voltaje del sistema, por lo que se minimizan las pérdidas de alto voltaje.

Principales características de la bobina de encendido:

A continuación se muestra una tabla de las principales características y sus valores para cortocircuito:

Параметр:	Significado:
Resistencia	En el devanado primario, esta característica debe estar entre 0.25 y 0.55 ohmios. El mismo parámetro en el circuito secundario debe estar dentro de 2-25kOhm. Este parámetro depende del motor y del tipo de sistema de encendido (es independiente para cada modelo). Cuanto mayor sea la resistencia, menor será la potencia para generar una chispa.
Energía de chispa	Este valor debe ser de aproximadamente 0.1 J y consumirse en 1.2 ms. En velas, este valor corresponde al parámetro de la descarga del arco entre los electrodos. Esta energía depende del diámetro de los electrodos, el espacio entre ellos y su material. También depende de la temperatura del BTC y la presión en la cámara del cilindro.
Voltaje de ruptura	La ruptura es una descarga que se forma entre los electrodos de una vela. La tensión de funcionamiento depende del espacio SZ y de los mismos parámetros que para determinar la energía de la chispa. Este parámetro debería ser más alto cuando el motor recién está arrancando. El motor en sí y la mezcla de aire y combustible que contiene todavía están mal calentados, por lo que la chispa debe ser potente.
Número de chispas / min.	El número de chispas por minuto está determinado por las revoluciones del cigüeñal y el número de cilindros del motor de combustión interna.
Transformación	Este es un valor que muestra cuánto aumenta el voltaje primario. Cuando llegan 12 voltios al devanado y su posterior desconexión, la intensidad de la corriente cae bruscamente a cero. En este momento, el voltaje en el devanado comienza a subir. Este valor es el parámetro de transformación. Está determinado por la relación del número de vueltas de ambos devanados.
Inductancia	Este parámetro determina las propiedades de almacenamiento de la bobina (se mide en G.). La cantidad de inductancia es proporcional a la cantidad de energía almacenada.

Tipos de bobinas de encendido

Un poco más arriba, examinamos el diseño y el principio de funcionamiento de la modificación más simple del cortocircuito. En tal disposición del sistema, la distribución de los impulsos generados es proporcionada por un distribuidor. Los automóviles modernos están equipados con reguladores electrónicos y con ellos diferentes tipos de bobinas.

Un KZ moderno debe cumplir los siguientes criterios:

• Sea pequeño y liviano;
• Debe tener una larga vida útil;
• Su diseño debe ser lo más simple posible para que sea fácil de instalar y mantener (cuando aparece un mal funcionamiento, el automovilista puede identificarlo de forma independiente y tomar las medidas necesarias);
• Protéjase de la humedad y el calor. Gracias a esto, el automóvil seguirá funcionando de manera eficiente en condiciones climáticas cambiantes;
• Cuando se instala directamente en las bujías, los vapores del motor y otras condiciones agresivas no deben dañar el cuerpo de la pieza;
• Debe estar lo más protegido posible contra cortocircuitos y fugas de corriente;
• Su diseño debe proporcionar una refrigeración eficaz y, al mismo tiempo, facilidad de instalación.

Existen tales tipos de bobinas:

• Clásico o común;
• Individual;
• Doble o de dos pines;
• Seco;
• Lleno de aceite.

Independientemente del tipo de cortocircuito, el efecto es el mismo: convierten el bajo voltaje en corriente de alto voltaje. Sin embargo, cada tipo tiene sus propias características de diseño. Consideremos cada uno de ellos con más detalle.

Diseño clásico de bobina de encendido

Tales cortocircuitos se utilizaron en automóviles viejos con contacto y luego encendido sin contacto. Tienen el diseño más simple: constan de un devanado primario y secundario. En un elemento de bajo voltaje puede haber hasta 150 vueltas, y en un elemento de alto voltaje, hasta 30 mil. Para evitar que se forme un cortocircuito entre ellos, los cables que se utilizan para formar las vueltas están aislados.

En la versión clásica, el cuerpo es de metal en forma de vidrio, amortiguado por un lado y cerrado con tapa por el otro. Los contactos de bajo voltaje y un contacto a la línea de alto voltaje se llevan a la tapa. El devanado primario se encuentra en la parte superior del secundario.

En el centro del elemento de alto voltaje hay un núcleo que aumenta la fuerza del campo magnético.

Un transformador de automóvil de este tipo ahora prácticamente no se usa debido a las peculiaridades de los sistemas de encendido modernos. Todavía se pueden encontrar en autos viejos producidos en el país.

El cortocircuito general tiene las siguientes características:

• El voltaje máximo que puede generar está en el rango de 18-20 mil voltios;
• Se instala un núcleo laminar en el centro del elemento de alto voltaje. Cada elemento tiene un grosor de 0.35-0.55 mm. y aislado con barniz o cascarilla;
• Todas las placas se ensamblan en un tubo común alrededor del cual se enrolla un devanado secundario;
• Para la fabricación del matraz del dispositivo, se utiliza aluminio o chapa de acero. En la pared interior hay circuitos magnéticos, que están hechos de material de acero eléctrico;
• El voltaje en el circuito de alto voltaje del dispositivo aumenta a una velocidad de 200-250 V / μs;
• La energía de descarga es de unos 15-20 mJ.

Diferencias de diseño de bobinas individuales

Como queda claro por el nombre del elemento, dicho cortocircuito se instala directamente en la vela y genera un impulso solo para ella. Esta modificación se utiliza en encendido electrónico. Se diferencia del tipo anterior solo en su ubicación, así como en su diseño. Su dispositivo también incluye dos devanados, solo el alto voltaje se enrolla aquí sobre el bajo voltaje.

Además del núcleo central, también tiene un análogo externo. Se instala un diodo en el devanado secundario, que corta la corriente de alto voltaje. Durante un ciclo de motor, dicha bobina genera una chispa para su bujía. Debido a esto, todos los cortocircuitos deben sincronizarse con la posición del árbol de levas.

La ventaja de esta modificación sobre la mencionada anteriormente es que la corriente de alto voltaje viaja una distancia mínima desde el cable de bobinado hasta la varilla de la vela. Gracias a esto, la energía no se pierde en absoluto.

Bobinas de encendido de doble cable

Estos cortocircuitos también se utilizan principalmente en el tipo de encendido electrónico. Son una forma mejorada de la bobina común. A diferencia de un elemento clásico, esta modificación tiene dos terminales de alta tensión. Una bobina sirve para dos velas: se genera una chispa en dos elementos.

La ventaja de tal esquema es que la primera vela se activa para encender la mezcla comprimida de aire y combustible, y la segunda crea una descarga cuando se produce la carrera de escape en el cilindro. Una chispa adicional parece inactiva.

Otra ventaja de estos modelos de bobina es que dicho sistema de encendido no necesita un distribuidor. Pueden conectarse a velas de dos formas. En el primer caso, la bobina se coloca por separado y un cable de alto voltaje va a las velas. En la segunda versión, la bobina se instala en una vela y la segunda se conecta a través de un cable separado que sale del cuerpo del dispositivo.

Esta modificación solo se utiliza en motores con un número pareado de cilindros. También se pueden ensamblar en un módulo, del cual emergen un número correspondiente de cables de alto voltaje.

Bobinas secas y llenas de aceite

El cortocircuito clásico está lleno de aceite de transformador en el interior. Este líquido evita el sobrecalentamiento de los devanados del dispositivo. El cuerpo de tales elementos es de metal. Dado que el hierro tiene una buena disipación de calor, pero al mismo tiempo se calienta. Esta relación no siempre es racional, ya que tales modificaciones suelen ser muy calientes.

Para eliminar este efecto, los dispositivos modernos se fabrican sin estuche. En su lugar, se usa un compuesto epoxi. Este material realiza simultáneamente dos funciones: enfría los devanados y los protege de la humedad y otras influencias ambientales negativas.

Vida útil y mal funcionamiento de las bobinas de encendido.

En teoría, el servicio de este elemento del sistema de encendido de un automóvil moderno está limitado a 80 mil kilómetros del automóvil. Sin embargo, esto no es constante. La razón de esto son las diferentes condiciones de funcionamiento del vehículo.

Bobina perforada

Estos son solo algunos factores que pueden reducir significativamente la vida útil de este dispositivo:

1. Cortocircuito entre devanados;
2. La bobina a menudo se sobrecalienta (esto sucede con modificaciones comunes instaladas en un compartimiento mal ventilado del compartimiento del motor), especialmente si ya no está fresco;
3. Operación a largo plazo o vibraciones fuertes (este factor a menudo afecta la capacidad de servicio de los modelos que están instalados en el motor);
4. Cuando el voltaje de la batería es malo, se excede el tiempo de almacenamiento de energía;
5. Daño a la caja;
6. Cuando el conductor no apaga el encendido mientras desactiva el motor de combustión interna (el devanado primario está bajo voltaje constante);
7. Daño a la capa aislante de alambres explosivos;
8. Configuración de pines incorrecta al reemplazar, reparar el dispositivo o conectar equipo adicional, por ejemplo, un tacómetro eléctrico;
9. Algunos automovilistas, al decocar el motor u otros procedimientos, desconectan las bobinas de las velas, pero no las desconectan del sistema. Una vez realizado el trabajo de limpieza del motor, se hace girar el cigüeñal con un motor de arranque para eliminar toda la suciedad de los cilindros. Si no desconecta las bobinas, en la mayoría de los casos fallan.

Para no acortar la vida útil de las bobinas, el conductor debe:

• Apague el encendido cuando el motor no esté funcionando;
• Mantenga el estuche limpio;
• Vuelva a verificar periódicamente el contacto de los cables de alto voltaje (no solo para controlar la oxidación en las velas, sino también en el cable central);
• Asegúrese de que la humedad no entre al cuerpo y mucho menos al interior;
• Al dar servicio al sistema de encendido, nunca manipule elementos de alto voltaje con las manos desnudas (esto es peligroso para la salud), incluso si el motor está apagado. Si hay una grieta en el estuche, una persona puede recibir una descarga grave, por lo tanto, por razones de seguridad, es mejor trabajar con guantes de goma;
• Diagnostique periódicamente el dispositivo en una estación de servicio.

¿Cómo puede saber si una bobina está defectuosa?

Los automóviles modernos están equipados con computadoras a bordo (cómo funciona, por qué es necesario y qué modificaciones de modelos no estándar son, se dice en otra reseña). Incluso la modificación más simple de este equipo es capaz de detectar fallas en el sistema eléctrico, que incluye el sistema de encendido.

Si el cortocircuito se rompe, el icono del motor brillará. Por supuesto, esta es una señal muy extensa (este icono en el tablero se ilumina, por ejemplo, y en caso de falla sonda lambda), así que no confíe solo en esta alerta. Aquí hay algunos otros signos que acompañan a la rotura de la bobina:

• Parada periódica o completa de uno de los cilindros (sobre por qué más el motor puede triplicarse, se dice aquí). Si algunos motores de gasolina modernos con inyección directa están equipados con dicho sistema (corta el suministro de combustible a algunos inyectores con la carga mínima de la unidad), los motores convencionales demuestran un funcionamiento inestable independientemente de la carga;
• En climas fríos y con alta humedad, el automóvil no arranca bien o no arranca en absoluto (puede secar los cables e intentar arrancar el automóvil; si ayuda, debe reemplazar el conjunto de explosivos de el cable);
• Una presión brusca en el acelerador provoca una falla del motor (antes de cambiar las bobinas, debe asegurarse de que el sistema de combustible esté funcionando correctamente);
• Los rastros de avería son visibles en los alambres explosivos;
• En la oscuridad, se notan ligeras chispas en el dispositivo;
• El motor ha perdido drásticamente su dinámica (esto también puede indicar averías de la unidad en sí, por ejemplo, quemaduras de válvulas).

Puede verificar la salud de los elementos individuales midiendo la resistencia de los devanados. Para esto, se utiliza un dispositivo convencional: un probador. Cada parte tiene su propio rango de resistencia aceptable. Las desviaciones graves indican un transformador defectuoso y deben reemplazarse.

Al determinar un mal funcionamiento de la bobina, debe tenerse en cuenta que muchos de los síntomas son idénticos a las averías de las bujías. Por esta razón, debe asegurarse de que estén en buen estado de funcionamiento y luego proceder al diagnóstico de las bobinas. Se describe cómo determinar la rotura de una vela. por separado.

¿Se puede reparar la bobina de encendido?

La reparación de bobinas de encendido convencionales es bastante posible, pero lleva mucho tiempo. Por lo tanto, el capataz debe saber exactamente qué reparar en el dispositivo. Si necesita rebobinar el devanado, este procedimiento requiere un conocimiento exacto de cuál debe ser la sección transversal y el material de los cables, cómo enrollarlos y arreglarlos correctamente.

Hace varias décadas, incluso existían talleres especializados que brindaban dichos servicios. Sin embargo, hoy en día es más un capricho de aquellos a los que les gusta juguetear con su coche que una necesidad. Una bobina de encendido nueva (en un automóvil viejo es una) no es tan cara como para ahorrar dinero en su compra.

En cuanto a las modificaciones modernas, la mayoría de ellas no se pueden desmontar para llegar a los devanados. Debido a esto, no se pueden reparar en absoluto. Pero no importa qué tan alta sea la reparación de dicho dispositivo, no puede reemplazar el ensamblaje de fábrica.

Puede instalar una nueva bobina usted mismo si el dispositivo del sistema de encendido permite un mínimo de trabajo de desmontaje para ello. En cualquier caso, si hay dudas sobre un reemplazo de calidad, es mejor confiar el trabajo al maestro. Este procedimiento no será costoso, pero habrá confianza en que se realiza de manera eficiente.

Aquí hay un breve video sobre cómo puede diagnosticar de forma independiente el mal funcionamiento de las bobinas individuales:

Cómo calcular una bobina de encendido defectuosa

Preguntas y respuestas

¿Qué tipo de bobinas de encendido existen? Hay bobinas comunes (una para todas las velas), individuales (una para cada vela, montadas en candelabros) y gemelas (una para dos velas).

¿Qué hay dentro de la bobina de encendido? Es un transformador en miniatura con dos devanados. En el interior hay un núcleo de acero. Todo esto está encerrado en una carcasa dieléctrica.

¿Qué son las bobinas de encendido en un automóvil? Es un elemento del sistema de encendido que convierte la corriente de bajo voltaje en corriente de alto voltaje (pulso de alto voltaje cuando el devanado de bajo voltaje está desconectado).