SEÑAL DE REVOLUCIONES ENVIADA POR EL PICK-UP DEL DISTRIBUIDOR.-

Tal como en el caso anterior, la señal de revoluciones puede ser tomada de un sensor inductivo en el distribuidor de encendido; a este sensor se lo denomina "pick-up" y se basa en los principios similares al sensor anterior, con la diferencia de que el eje del distribuidor tiene una rueda dentada, la cual corta el campo magnético del sensor, enviando tañías señales como número de dientes que posea esta rueda.

El computador identifica como una vuelta o revolución del motor al número de pulsos alternos generados en media vuelta del distribuidor, ya que este gira a mitad de vueltas del cigüeñal.

La razón básica de utilizar este tipo de señal se basa en evitar en determinado motor un nuevo diseño para el sensor, utilizando su antigua estructura, modificando únicamente al diseño del distribuidor tradicional, como lo podemos apreciaren el esquema.

SENSOR DE REVOLUCIONES EN EL DISTRIBUIDOR

1. Cuerpo del distribuidor

2. Pick-up o impulsor

3. Rueda dentada

4. Imán permanente

5. Núcleo de hierro

SEÑAL FOTOELÉCTRICA PROVENIENTE DEL DISTRIBUIDOR.-

así como en las señales inductivas provenientes de un sensor alojado en el distribuidor anteriormente mencionado, algunos fabricantes utilizan otros tipos de sensores, como por ejemplo sensores a base de fotodiodos o sensores sensibles a la luz.

Se basan en la emisión de una luz infrarroja, captándola con un fotodiodo. Para ello, está alojado en e! eje del distribuidor una lámina ranurada o perforada; el sensor está localizado opuesto al emisor de luz y el disco o

lámina ranurada y al girar permite cada vez que exista una ranura o una perforación, se obture o se abra la emisión de la luz con respecto al lector o sensor fotoeléctrico. Si este disco posee por ejemplo 50 ranuras en su periferia, el sensor detectará 50 señales por cada vuelta del disco, enviando esta señal al computador, quien determina con ello el número de revoluciones de giro del motor.

En el esquema se puede observar la caraterística del sensor.

SISTEMA DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO CON GENERADOR INDUCTIVO (TSZ-I):

En nuestro mercado existe un sin número de sistemas deencendido con generador inductivo, de hecho el generador inductivo se usa deforma masiva principalmente debido a su fiabilidad y bajo costo de fabricación.

Cuando el interruptor de encendidose cierra, circula una corriente del orden de los5 ampéres por la bobina, cerrando el circuito atierra por medio del transistor de potencia en elmódulo. Si el encendido se mantiene en estacondición el módulo interrumpe la circulación decorriente transcurridos 2 a 3 segundos, comouna manera de proteger el sistema si no se daarranque. En esta fase en la bobina se satura elcampo magnético. Luego al dar arranque gira eleje del distribuidor, el generador inductivoentregará la señal entre los terminalescorrespondientes del módulo. La señal pasa auna etapa de inversión ( análoga / digital ) ,para transformarla en señal cuadrada. Estaseñal es tratada por el módulo en relación altiempo en que debe estar energizado elprimario de la bobina, para luego pasar a laOscar Solorza Toledo Ingeniero en Maquinaria y Vehículos Automotrices

Electrónica Aplicada etapa de excitación del transistor de potencia.Los niveles altos de la señal dejan al transistorconduciendo y los niveles bajos lo llevan aestado de corte para producir la chispa.

La figura anterior muestra elesquema de un sistema de encendido TSZ-Ibásico utilizado en la línea Toyota junto con elsistema de inyección EFI.

Si se observa la figura podemos concluir que el interruptor quereemplaza al platino (sz) es nuevamente un transistor, pero a diferencia

delsistema tsz-k, el transistor se activa o desactiva de acuerdo a la señal enviadapor el generador de impulso inductivo ubicado en el distribuidor.

El avance inicial del encendido es determinado por la posición deldistribuidor; la posición de la rueda reluctora del generador, es determinadapor el sistema de avance centrífugo (contrapesos); y la posición del disco quelleva la bobina del generador de impulso es controlada por el sistema deavance por vacío. Esto nos indica que los mecanismos de control de avanceestán sujetos a descalibraciones siendo a su vez muy limitados e inflexibles alas variaciones en la temperatura del refrigerante y a las detonaciones que sepudiesen producir en el motor.

Para indicar las RPM del motor al computador del sistema deinyección, se utiliza la señal proveniente del terminal negativo de la bobina deencendido, pero este computador no tiene ningún control sobre los grados deavance 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 alternaaparece en la bobina del generador de impulso por inducciónelectromagnética. Esta señal es captada por el módulo de encendido el queposteriormente la utiliza como una señal de control para la base del transistorde potencia que controla la corriente del circuito primario de encendido.

Cuando la señal de voltaje a la base del transistor es alta, circulacorriente en el primario de la bobina, cuando la señal es baja, la corrienteprimaria desaparece induciéndose el alto voltaje en la bobina secundaria.

Al estar el motor está funcionando, el momento de encendido esdeterminado por la posición relativa del relector y de la bobina del generadorde impulso que es controlada por el avance centrífugo y por vacíorespectivamente.

Si aumentan las RPM, el reluctor avanza en el mismo sentido degiro del eje del distribuidor y cuando aumenta el vacío en el motor por algunacondición de manejo, la bobina del generador de impulso gira en sentidocontrario al normal del rotor del distribuidor. (en ambos casos, el encendido seadelanta)

Modulo de encendido (igniter): La principal función es cortar y activar la corriente primariabasado en la

señal IGT enviada por la ECM. Además tiene otras funcionesadicionales:•

Conformacion 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 computadordeterminar si la bobina de encendido realizó o no su trabajo de abrir y cerrar elcircuito primario de corriente. Esta señal se genera por los valores máximos ymínimos de corriente el dicho circuito y mediante un módulo de control, eligniter envía dicha señal al ECM para confirmar el encendido

Con todo lo anterior planteado en el ejemplo particular de Toyotase puede deducir que las características más importantes de un sistema deencendido EZ son las siguientes:•

La generación de alto voltaje se realiza mediante una bobina deencendido (plástica) •

El control de la corriente primaria se realiza mediante un módulo deencendido 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 delECM (el distribuidor no posee mecanismos de avances por contrapesos omembranas de vacío), mediante señales de RPM y carga del motor)

Sensor inductivo (en el distribuidor)

Con el fin de mejorar el funcionamiento y el control de emisiones, el microprocesador, controla el disparo de ignición (señal de encendido). Para dicho control, el microprocesador realiza un cálculo matemático entre: la temperatura del motor, carga del motor, posición de la mariposa, masa de aire, presión atmosférica, etc., pero también necesita saber la posición y velocidad del motor (PMS y RPM). Para el reconocimiento de ambas señales, todos los vehículos disponen en forma separada o unificada, sensores de posición y velocidad del motor. En los casos de los sensores inductivos montados en los distribuidores, estos están compuestos en su interior por una bobina colectora magnética de reluctancia variable que posee un imán permanente y un cuerpo redondo, sujeto al eje del distribuidor, con dientes (4 para 4 cilindros), que gira solidario al eje del distribuidor. Cuando un de los dientes se enfrenta al imán permanente, una fuerza electromotriz sé produce en la bobina captadora. Esta señal (senoidal), hace que el microprocesador considere que ese cilindro se encuentra en PMS y con el calculo previo del estado del motor, elabore la señal del disparo de ignición (chispa). El disparo de ignición (señal negativa a la bobina de ignición), hace que la corriente que circula por el primario se interrumpa y así generar alta tensión en el secundario. El sensor inductivo a su vez, genera cuatro señales por ciclo (motor de 4 cilindros), donde el microprocesador recibe la frecuencia del sensor y así a velocidad del motor (RPM).

300 RPM =0,3v(AC) –> 1000 RPM = 1 v(AC) –> 3000 RPM =2,5(AC) apróx.

Sensor inductivo para encendido transistorizadoAplicaciónEste sensor inductivo es un disparador de impulsos para el encendido transistorizado TZ-I. Representa un generador eléctrico de corriente alterna. El punto de conexión del ángulo de cierre se determina por comparación de la señal de tensión alterna del sensor con una señal de tensión correspondiente al tiempo de regulación de la corriente.

EstructuraEl sensor inductivo está alojado en la caja del distribuidor de encendido, en el lugar que ocupaba el anterior ruptor convencionalEl núcleo magnético dulce del arrollamiento de inducción tiene la forma de un disco, llamado "disco polar". El imán permanente, el arrollamiento de inducción y el núcleo del sensor inductivo forman una unidad compacta, el "estator".Frente a esta unidad gira la rueda generadora de impulsos, fijamente unida al árbol del distribuidor y llamada "rotor". El rotor (comparable a la leva de encendido del ruptor) está fijado sobre el árbol hueco que rodea el árbol del distribuidor.El núcleo y el rotor son de acero magnético dulce; tienen prolongaciones en forma de dientes (dientes del estator y del rotor): El disco polar (núcleo) tiene p. ej. en el lado exterior dientes estatóricos doblados en ángulo recto hacia arriba.Conforme a ello, el rotor tiene dientes doblados hacia abajo.El número de dientes del rotor y del disco polar corresponde generalmente al número de cilindros del motor. Cuando están frente a frente, los dientes fijos y los dientes móviles están distanciados

unos de otros aproximadamente 0,5 mm. Para distinguir si un distribuidor lleva un

generador de impulsos "inductivo" o de "efecto Hall" solo tendremos que fijarnos en el numero de cables que salen del distribuidor a la centralita electrónica. Si lleva solo dos cables se trata de un distribuidor con generador de impulsos "inductivo", en caso de que lleve tres cables se tratara de un distribuidor con generador de impulsos de "efecto Hall".

FuncionamientoEl principio de funcionamiento se basa en el hecho de que el entrehierro entre los dientes del rotor y del estator varía periódicamente al girar el rotor. Con él varía el flujo magnético. La variación del flujo induce una tensión alterna en el arrollamiento de inducción. La tensión de cresta ± Us es entonces proporcional a la velocidad de rotación: aprox. 0,5 V a baja velocidad y aprox. 100 V a alta velocidad. La frecuencia de esta tensión alterna corresponde al número de chispas de encendido por minuto,

El distribuidor también llamado delco ha evolucionado a la vez que lo hacían los sistemas de encendido llegando a desaparecer actualmente en los últimos sistemas de encendido. En los sistemas de encendido por ruptor, es el elemento mas complejo y que mas funciones cumple, por que además de distribuir la alta tensión como su propio nombre indica, controla el corte de corriente del primario de la bobina por medio del ruptor generándose así la alta tensión. También cumple la misión de adelantar o retrasar el punto de encendido en los cilindros por medio de un "regulador centrifugo" que actúa en función del nº de revoluciones del motor y un "regulador de vació" que actúa combinado con el regulador centrifugo según sea la carga del motor (según este mas o menos pisado el pedal del acelerador).

El encendido clásico por ruptor se beneficia de la aplicación de la electrónica en el mundo del automóvil, salvando así los inconvenientes del encendido por ruptor que son: la aparición de fallos de encendido a altas revoluciones del motor así como el desgaste prematuro de los contactos del ruptor, lo que obliga a pasar el vehículo por el taller cada pocos km. A este tipo de encendido se le llama: "encendido con ayuda electrónica" (figura derecha), el ruptor ya no es el encargado de cortar la corriente eléctrica de la bobina, de ello se encarga un transistor (T). El ruptor solo tiene funciones de mando por lo que ya no obliga a pasar el vehículo por el taller tan frecuentemente, se elimina el condensador, ya no es necesario y los fallos a altas revoluciones mejora hasta cierto punto ya que llega un momento en que los contactos del ruptor rebotan provocando los consabidos fallos de encendido.

Una evolución importante del distribuidor o delco vino provocada por la sustitución del "ruptor", elemento mecánico, por un "generador de impulsos" que es un elemento electrónico. Con este tipo de distribuidores se consiguió un sistema de encendido denominado: "totalmente electrónico" como se ve en el esquema de la figura de abajo.

El distribuidor dotado con generador de impulsos es igual al utilizado en los sistemas de encendido no electrónicos, es decir, cuenta con los elementos de variación del punto de encendido ("regulador centrifugo" y "regulador de vació") y de mas elementos constructivos. La diferencia fundamental esta en la sustitución del ruptor por un generador de impulsos y la eliminación del condensador.

El generador de impulsos puede ser de tipo "inductivo", o de "efecto Hall":

El generador de impulsos de inducción: es uno de los más utilizados en los sistemas de encendido. Está instalado en la cabeza del distribuidor sustituyendo al ruptor, la señal eléctrica que genera se envía a la unidad electrónica que gestiona el corte de la corriente del bobinado primario de la bobina para generar la alta tensión que se manda a las bujías.

El generador de impulsos esta constituido por una rueda de aspas llamada rotor, de acero magnético, que produce durante su rotación una variación del flujo magnético del imán permanente que induce de esta forma una tensión en la bobina que se hace llegar a la unidad electrónica.

La rueda tiene tantas aspas como cilindros tiene el motor y a medida que se acerca cada una de ellas a la bobina de inducción, la tensión va subiendo cada vez con más rapidez hasta alcanzar su valor máximo cuando la bobina y el aspa estén frente a frente (+V). Al alejarse el aspa siguiendo el giro, la tensión cambia muy rápidamente y alcanza su valor negativo máximo (-V) . En este cambio de tensión se produce el encendido y el impulso así originado en el distribuidor se hace llegar a la unidad electrónica. Cuando las aspas de la rueda no están enfrentadas a la bobina de inducción no se produce el encendido.

El generador de impulsos de "efecto Hall" se basa en crear una barrera magnética para interrumpirla periódicamente, esto genera una señal eléctrica que se envía a la centralita electrónica que determina el punto de encendido.

Este generador esta constituido por una parte fija que se compone de un circuito integrado Hall y un imán permanente con piezas conductoras. La parte móvil del generador esta formada por un tambor obturador, que tiene una serie de pantallas tantas como cilindros tenga el motor. Cuando una de las pantallas del obturador se sitúa en el entrehierro de la barrera magnética, desvía el campo magnético impidiendo que pase el campo magnético al circuito integrado.

Cuando la pantalla del tambor obturador abandona el entrehierro, el campo magnético es detectado otra vez por el circuito integrado. Justo en este momento tiene lugar el encendido. La anchura de las pantallas determina el tiempo de conducción de la bobina.

Para distinguir si un distribuidor lleva un generador de impulsos "inductivo" o de "efecto Hall" solo tendremos que fijarnos en el número de cables que salen del distribuidor a la centralita electrónica. Si lleva solo dos cables se trata de un distribuidor con generador de impulsos "inductivo", en caso de que lleve tres cables se tratara de un distribuidor con generador de impulsos de "efecto Hall".

Para el buen funcionamiento del generador de impulsos hay que comprobar la distancia entre la parte fija y la parte móvil del generador, que siempre deben de mantener la distancia que nos preconiza el fabricante.

Una vez mas el distribuidor evoluciona a la vez que se perfecciona el sistema de encendido, esta vez desaparecen los elementos de corrección del avance del punto de encendido ("regulador centrifugo" y "regulador de vació") y también el generador de impulsos, a los que se sustituye por componentes electrónicos. El distribuidor en este tipo de encendido se limita a distribuir, como su propio nombre indica, la alta tensión procedente de la bobina a cada una de las bujías.

El tipo de sistema de encendido al que nos referimos ahora se le denomina: "encendido electrónico integral" y sus particularidades con respecto a los demás sistemas de encendido son el uso de: Un generador de impulsos del tipo "inductivo", que esta constituido por una corona dentada que va acoplada al volante de inercia del motor y un captador magnético frente a ella.

El captador de depresión está formado por un imán permanente, alrededor está enrollada una bobina donde se induce una tensión cada vez que pasa un diente de la corona dentada frente a él. Como resultado se detecta la velocidad de rotación del motor. La corona dentada dispone de un diente, y su correspondiente hueco, más ancho que los demás, situado a 90° antes de cada posición PMS. Cuando pasa este diente frente al captador la tensión que se induce es mayor, lo que indica a la centralita electrónica que el pistón llegará al PMS 90° de giro después.

Un captador de depresión tiene la función de transformar el valor de depresión que hay en el colector de admisión en una señal eléctrica que será enviada e interpretada por la centralita electrónica. Su constitución es parecido al utilizado en los distribuidores ("regulador de vació"), se diferencia en que su forma de trabajar ahora se limita a mover un núcleo que se desplaza por el interior de la bobina de un oscilador, cuya frecuencia eléctrica varia en función de la posición que ocupe el núcleo con respecto a la bobina.

La centralita electrónica del "encendido electrónico integral" recibe señales del captador o generador de impulsos para saber el numero de r.p.m. del motor y la posición que ocupa con respecto al PMS, también recibe señales del captador de depresión para saber la carga del motor. Además de recibir estas señales tiene en cuenta la temperatura del motor mediante un captador que mide la temperatura del refrigerante (agua del motor) y un captador que mide la temperatura del aire de admisión. Con todos estos datos la centralita calcula el avance al punto de encendido.

En estos sistemas de encendido en algunos motores se incluye un captador de picado que se instala cerca de las cámaras de combustión, capaz de detectar en inicio de picado. Cuando el par resistente es elevado (ejemplo: subiendo una pendiente) y la velocidad del un motor es baja, un exceso de avance en el encendido tiende a producir una detonación a destiempo denominada "picado" (ruido del cojinete de biela). Para corregir este fenómeno es necesario reducir las prestaciones del motor adoptando una curva de avance inferior.

El captador de picado viene a ser un micrófono que genera una pequeña tensión cuando el material piezoeléctrico del que está construido sufre una deformación provocada por la detonación de la mezcla en el interior del cilindro del motor.

El distribuidor o delco es accionado por el árbol de levas girando el mismo número de vueltas que este y la mitad que el cigüeñal. La forma de accionamiento del distribuidor no siempre es el mismo, en unos el accionamiento es por medio de una transmisión piñón-piñón, quedando el distribuidor en posición vertical con respecto al árbol de levas (figura derecha). En otros el distribuidor es accionado directamente por el árbol de levas sin ningún tipo de transmisión, quedando el distribuidor en posición horizontal

(figura de abajo).