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Sistemas de encendido

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Reguladores de avance al encendido.

En teoría la chispa de encendido en un motor debe saltar cuando el cilindro llega al p.m.s. en el final de la carrera de compresión, pero esto no pasa en la realidad, ya que, desde que salta la chispa hasta que se produce la combustión de la mezcla pasa un tiempo, si esta perdida de tiempo no la corregimos el motor bajara sus prestaciones (perdida de potencia).

Un sistema de ajuste del avance se compone de tres elementos:

  1. Un avance fijo, resultado del calado inicial del dispositivo de reparto de chispa que debe ser capaz de mantener el régimen de ralentí.
  2. Un avance variable dependiendo de la velocidad de giro del motor y aumentando con el incremento del régimen pero no proporcionalmente.
  3. Una corrección de este avance en función de la carga soportada por el motor: esta corrección es positiva si la carga disminuye, pero puede ser negativa para evitar la contaminación en ralentí o en caso de utilización del freno motor.

Para conseguir que el ángulo varié en función del nº de revoluciones se utiliza un "regulador centrifugo" que va en el interior del distribuidor. La regulación del punto de encendido no solo depende de nº de revoluciones del motor, sino que también depende de la carga o llenado de sus cilindros, es decir, de que este mas o menos pisado el acelerador. Para corregir este problema se utiliza el "regulador de vació".

Los dispositivos de avance al encendido se construyen de tal manera, que en un determinado motor se obtenga el punto de encendido mas adecuado para cada numero de revoluciones y cada valor de carga. El ajuste mas favorable significa conseguir la mayor potencia posible del motor con un reducido consumo de combustible, sin que llegue a aparecer el picado (avance excesivo) y los gases se quemen bien en el cilindro, reduciendo la emisión de gases contaminantes por el escape. Se obtienen así una serie de valores del punto de encendido, en función del régimen y la carga, que se representan mediante gráficas.

La combinación de las curvas de avance de encendido (dispositivo centrifugo, dispositivo por depresión) nos da como resultado el avance mas adecuado para las diferentes condiciones de funcionamiento del motor. Un motor funciona a plenas cargas, cuando el conductor pisa a fondo el acelerador, por ejemplo cuando se esta subiendo una pendiente. En estas condiciones, la variación del avance se efectúa por el sistemas centrifugo. Por el contrario, un motor funciona a carga parcial, cuando el pedal del acelerador no esta pisado a fondo, por ejemplo, cuando el vehículo circula a velocidad moderada por terreno llano. En estas condiciones, el sistema de depresión da un cierto avance que se suma al aportado por el sistema centrifugo.

 

Regulador centrifugo
El diseño de estos reguladores puede ser distinto de unos fabricantes a otros pero el funcionamiento siempre se basa en los mismos principios. Este dispositivo consta de dos masas excéntricas que pueden moverse sobre un plato porta-masas. Estas masas que giran sobre unos pivotes (tetones o centradores) y se unen a la leva por medio de unos muelles. Todo este conjunto se mueve impulsado por el eje del distribuidor. Con el motor girando a ralentí, los muelles mantienen los contrapesos en reposo; pero a medida que el motor coge revoluciones, la fuerza centrifuga hace desplazar los contrapesos hacia el exterior lo que provoca el giro del manguito de leva un cierto ángulo en el mismo sentido de giro del distribuidor, lo cual supone que la leva comience a abrir los contactos del ruptor unos grados antes que en la posición de reposo (ralentí o bajas revoluciones del motor). El valor de ángulo máximo al que se puede llegar es de 30º medidos en el cigüeñal.

El avance centrifugo varia el punto de encendido en función del numero de revoluciones del motor, actuando sobre la leva del ruptor, a la que adelanta en su sentido de giro. Para realizar esta función el eje del distribuidor (A) arrastra el plato porta-masas (B), sobre el que se acoplan los contrapesos o masas que pueden girar sobre los tetones (C). En el extremo del eje solidario (D) del plato porta-masas, encaja la leva (F). Los muelles (E) se fijan entre los salientes (G) del plato y los salientes de los contrapesos (H), tendiendo en todo momento a mantenerlos próximos entre si. En los propios contrapesos se acopla el plato (I) de la leva, en cuyas ventanas (J) encajan los tetones (K) de los contrapesos, quedando así quedando así el conjunto ensamblado. En su giro, el eje arrastra el plato, que a su vez obliga a girar a todo el conjunto. Cuando la velocidad de rotación es grande, los contrapesos se separan empujando al conjunto de leva, que se adelanta en su propio sentido de giro, con cuya acción se consigue que comiencen a abrirse un poco antes los contactos del ruptor, lo que supone un avance de encendido. Los muelles se oponen a este movimiento y las tensiones de los mismos son diferentes de modo que el avance resulte progresivo.
El comienzo de la variación de avance en la gama de bajas revoluciones del motor y la variación posterior, están determinados por el tamaño de los contrapesos y por la fuerza de los muelles. El final, por unos topes que le impiden abrirse mas a los contrapesos. Para lograr una curva de avance progresiva, los muelles de los contrapesos tienen distinta fuerza. El que presenta mas fuerza tiene una cierta holgura en su fijación para los bajos regímenes, la acción de la fuerza centrifuga se ejerce solamente sobre el muelle débil hasta absorber la holgura de montaje del muelle fuerte. La resistencia que presente este muelle débil al movimiento de los contrapesos da lugar a una curva con una pendiente característica y, a partir de un determinado régimen, cuando se ha llegado a absorber totalmente la holgura de montaje del muelle fuerte, entra el segundo muelle en acción, siendo precisa una mayor fuerza centrifuga para vencer su fuerza, lo que da lugar a una curva de avance con una pendiente distinta


Regulador de vació (depresión)
El avance por vacío varia el punto de encendido en función de la carga del motor, actuando sobre el plato porta-ruptor, al cual hace girar en sentido contrario al giro de la leva. Como en este plato se montan los contactos del ruptor, este movimiento supone que dichos contactos comiencen a abrirse antes, proporcionandole un avance al encendido.
Esta constituido por dos semicamaras separadas por una membrana elástica (B) que se mantiene en su posición de reposo por la acción de un muelle (C). La cámara se comunica con la atmósfera y la otra por medio de un tubo (D) con el carburador por debajo de la mariposa de gases. A la membrana se le une una varilla o bieleta (A) que mueve el plato porta-ruptor.

El principio de corrección de avance por vacío (depresión) se puede ver en la siguiente figura:

En la figura podemos ver como el plato porta-ruptor se une a la bieleta (A), que por su extremo opuesto va fijada a la membrana (B) de una cápsula de vacío, que es mantenida en posición por el muelle (C). Cuando el grado de vacío en el colector de admisión (que esta unido a la cápsula de vacío por racor D mediante un tubo) es grande, tira de la membrana hacia la derecha y, por medio de la biela, se hace girar un cierto ángulo al plato porta-ruptor, en sentido contrario al giro de la leva, obteniendose un avance del encendido.
La membrana de la cápsula se adapta en cada caso a la depresión reinante en el colector de admisión, gracias a la acción del muelle (C). La superficie de la membrana, la fuerza del muelle y la rigidez del mismo, establecen el avance conveniente para cada una de las condiciones de carga del motor. El margen de variación lo limitan unos topes dispuestos en la bieleta de mando.
Con el motor funcionando a ralentí, el regulador de vació no actúa. A medida que se pisa el acelerador y el motor va cogiendo revoluciones, la aspiración es mas fuerte, con lo que el grado de vació en el regulador hace que aumente la depresión en la cámara de la cápsula y por lo tanto la presión atmosférica acciona sobre la otra cara de la membrana tirando del disco del "regulador centrifugo" por medio de la varilla en sentido contrario de la rotación de la leva, produciendo el avance del encendido compensado con el regulador centrifugo y sincronizado con el.

La variación para el avance en vacío se utiliza también en algunos casos para depurar los gases de escape, lo cual requiere una variación del punto de encendido en dirección hacia "retardo". En este caso el dispositivo de avance estudiado antes no sirve ya que en este caso se necesita una segunda cápsula de vacío llamada de "retardo" que se encuentra integrada junto a la cápsula de "avance" y en combinación con ella. La cápsula de "retardo" se conecta mediante un tubo al colector de admisión por debajo de la mariposa de gases, mientras que la de "avance" se conecta por encima de la mariposa. La bieleta (12) que mueve el plato porta-ruptor (2) se une por el otro extremo a la membrana principal (9) de la cápsula de "avance" (5) y presionada por el "muelle 1" (10), quedando ensamblado por la membrana secundaria (3), que esta a su vez presionada por el "muelle 2" (11), de manera que pueda ser arrastrado por ella hacia la izquierda, mientras que se permite su movimiento libre hacia la derecha cuando sea arrastrado por la membrana primaria (9).


Con la mariposa de gases cerrada, el motor gira al ralentí, en cuyo momento puede resultar conveniente un cierto retardo de encendido, con el que se logra una combustión mas completa y se reducen las emisiones de hidrocarburos. En estas condiciones a la cápsula de retardo hay aplicada mas depresión que a la de avance, tirando hacia la izquierda de la bieleta de mando y provocando un retardo del encendido. Con la mariposa de gases ligeramente abierta, el vacío en la cápsula de "avance" es alta, lo que motiva que la membrana primaria se desplace hacia la derecha, tirando de la bieleta y suministrando un cierto avance. Al mismo tiempo, el vacío en la cápsula de "retardo" puede ser también alto, desplazandose a la izquierda la membrana secundaria, lo cual no afecta el avance, puesto que no está conectado directamente a la biela de mando.
Con la mariposa totalmente abierta, el vacío en ambas cápsulas es bajo y las respectivas membranas se mantienen en posición de reposo. Estas son las condiciones de funcionamiento del motor a plenos gases, en las que no es necesaria ninguna corrección del avance centrifugo. Vemos pues, que el sistema de avance de vacío con doble cápsula perfecciona el funcionamiento del motor en la marcha a ralentí, o cuando se efectúan retenciones, condiciones ambas en las que es conveniente un cierto retardo del encendido, que en los casos de retenciones bruscas (por ejemplo bajadas de pendientes), evita el característico "petardeo" del motor.

El ángulo máximo de avance del regulador de vació suele ser como máximo de 10º a 12º medidos en el volante motor (cigüeñal).

 

 

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