Sistemas de encendido

Información general y precauciones

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Sistema de encendido por platinos
El sistema de encendido se divide en dos circuitos: de baja tensión (primario) y de alta tensión (secundario). El circuito de baja tensión está formado por la batería, el interruptor de encendido, los devanados primarios de la bobina y los platinos y el condensador. El circuito de alta tensión está formado por los devanados secundarios de la bobina, el cable de encendido grueso que va desde el centro de la tapa del distribuidor hasta la bobina, el rotor del distribuidor, los cables de bujía y las bujías. Cuando el sistema está en funcionamiento, la tensión de baja tensión se transforma en alta tensión en la bobina mediante la apertura y el cierre de los platinos del circuito de baja tensión. A continuación, la alta tensión se envía, a través de la escobilla de carbón situada en el centro de la tapa del distribuidor, al rotor del distribuidor. El rotor gira dentro del distribuidor y, cada vez que se alinea con uno de los cuatro segmentos metálicos de la tapa, conectados a los cables de bujía, la apertura y el cierre de los platinos hace que la alta tensión aumente y salte el espacio entre el rotor y el segmento metálico correspondiente. La tensión pasa después por el cable de bujía hasta la bujía, donde por último salta la separación de electrodos de la bujía antes de ir a masa. El distribuidor es accionado por un engranaje helicoidal del árbol de levas en el motor OHV y por una garra excéntrica en el extremo del árbol de levas en los motores CVH. El avance del encendido depende del distribuidor y se controla tanto mecánicamente como mediante un sistema de depresión. Una resistencia de lastre está incorporada en el circuito de baja tensión entre el interruptor de encendido y los devanados primarios de la bobina. La resistencia de lastre consiste en un hilo resistivo de color gris que discurre por fuera del mazo de cables principal, entre el interruptor de encendido y la bobina. Durante el arranque, esta resistencia se puentea, lo que permite que la tensión total disponible de la batería llegue a la bobina, que es de tipo de baja tensión. Esto garantiza que, durante el arranque, cuando la batería se descarga intensamente, la bobina siga recibiendo tensión suficiente para producir una chispa potente. Durante el funcionamiento normal, la tensión de la batería pasa por la resistencia de lastre para limitar la tensión suministrada a la bobina a siete voltios.

Sistema de encendido electrónico sin platinos
Los principios de funcionamiento del sistema de encendido electrónico sin platinos son similares a los descritos anteriormente para el sistema con platinos; sin embargo, en el sistema de encendido electrónico sin platinos, la acción de los platinos se simula electrónicamente dentro del distribuidor. El control de las características de avance del encendido sigue realizándose de la forma convencional, mediante sistemas mecánicos y de depresión.

Encendido electrónico programado (modelos RS Turbo)
Los dos componentes principales del sistema son el módulo de control electrónico, denominado Control Electrónico de Chispa II (ESC II), y un distribuidor de encendido electrónico de efecto Hall. El distribuidor está montado en el extremo del volante de la culata y es accionado directamente por el árbol de levas mediante un acoplamiento de garra excéntrica. En el interior del distribuidor se encuentran una paleta disparadora, un imán permanente y un sensor de posición. La paleta disparadora es un disco cilíndrico unido al eje del distribuidor que tiene cuatro ranuras en su superficie vertical, una para cada cilindro. El imán permanente y el sensor de posición están fijados a la placa base del distribuidor de tal forma que la superficie vertical de la paleta disparadora pasa entre ellos. Al girar la paleta disparadora, se interrumpe el campo magnético entre el imán y el sensor de posición y se producen una serie de impulsos electrónicos de onda cuadrada. Esta forma de onda de salida se envía al módulo ESC II y, a partir de ella, se calculan el régimen del motor, el avance del encendido y el régimen de ralentí. Un tubo de pequeño diámetro que conecta el colector de admisión con un transductor de depresión dentro del módulo proporciona a la unidad información sobre la carga del motor, y un sensor de temperatura del aire de admisión, que es una resistencia sensible a la temperatura situada en el conducto de entrada de aire, proporciona información sobre la temperatura del aire de admisión del motor. A partir de estos datos, que cambian constantemente, el módulo ESC II selecciona un ajuste de avance determinado de entre una gama de características de encendido almacenadas en su memoria. Una vez establecido el punto de encendido, el módulo desconecta el circuito primario de la bobina de encendido, el campo magnético de la bobina se colapsa y se genera la alta tensión. En el instante preciso, el módulo ESC II vuelve a conectar el circuito primario de la bobina y el ciclo se repite para cada cilindro en orden. Además, el módulo ESC II funciona junto con los sistemas de inyección de combustible y turbo para proporcionar datos de régimen del motor al módulo de control de inyección de combustible y para ejercer un control prioritario sobre la presión de sobrealimentación del turbo.

Encendido electrónico programado (motores de inyección de 1,4 litros)
El sistema de encendido está formado por un distribuidor de efecto Hall (como se ha descrito anteriormente para los modelos RS Turbo), un módulo de encendido TFI IV, la bobina y el módulo EEC IV. El distribuidor es similar al utilizado en los motores CVH anteriores, pero no tiene mecanismos de avance centrífugo ni de depresión; las funciones de avance las realiza el módulo EEC IV. El distribuidor actúa como disparador y envía una señal de impulsos al módulo EEC IV. El distribuidor realiza las siguientes funciones:
a) Envía señales al módulo EEC IV para disparar el proceso de encendido. b) Permite que el módulo EEC IV calcule el régimen del motor a partir de las señales de impulsos. c) Distribuye la alta tensión a las bujías.
El módulo TFI (Integración de Película Gruesa) IV funciona como un interruptor de alta intensidad que controla el circuito primario de baja tensión de la bobina de encendido. El módulo está controlado por una de dos señales de entrada, procedentes del sensor de efecto Hall del distribuidor o del módulo EEC IV. La señal del distribuidor pasa a través del módulo TFI IV hasta el módulo EEC IV. El módulo EEC IV modifica la señal para proporcionar el avance del encendido en función del régimen, la carga y la temperatura del motor, y la devuelve al módulo TFI IV. El módulo EEC IV proporciona la gestión total del motor a través de los sistemas de encendido y de combustible. A partir de las señales recibidas de los distintos sensores, el módulo controla las siguientes funciones:
a) Avance del encendido. b) Suministro de combustible. c) Corte de combustible en deceleración. d) Régimen de ralentí. e) Protección contra sobrerrégimen del motor.
Si el módulo fallara, el avance del encendido quedará controlado por el módulo TFI IV (no habrá avance del encendido) y el combustible se suministrará a un caudal constante. Este estado se conoce como Estrategia de Funcionamiento Limitado (LOS, Limited Operation Strategy) y permite conducir el vehículo, aunque con prestaciones y consumo de combustible considerablemente reducidos. Si alguno de los sensores del sistema fallara, el módulo EEC IV lo detectará y sustituirá la entrada averiada por un valor predeterminado único. De nuevo, esto permitirá seguir utilizando el motor, con menores prestaciones y peor conducibilidad. En estas condiciones, se almacenará un código de autodiagnóstico en la memoria del módulo para facilitar el diagnóstico posterior de averías por parte de un concesionario Ford.

Sistema de encendido sin distribuidor (DIS)
Motores de inyección de 1,4 litros
La distribución mecánica de la alta tensión (mediante un distribuidor giratorio) se sustituye por componentes electrónicos de estado sólido “estáticos”. El sistema selecciona el avance del encendido más adecuado para las condiciones de funcionamiento del motor en ese momento, a partir de un mapa tridimensional de valores almacenado en la memoria del módulo de Control Electrónico de Chispa (ESC). El módulo selecciona el valor de avance adecuado según la información sobre la carga, el régimen y la temperatura de funcionamiento del motor que suministran diversos sensores. El régimen del motor es controlado por un sensor montado en el bloque de cilindros, que se activa mediante 35 dientes equidistantes del volante. Un hueco ocupa la posición del 36.º diente, que indica 90° antes del PMS para el cilindro n.º 1. A medida que aumenta el régimen del motor, aumentan también la frecuencia y la amplitud de la señal enviada al módulo ESC (fotos). La información sobre la carga del motor la proporciona un sensor de presión integrado en el módulo ESC. El sensor controla la depresión del colector de admisión a través de un tubo. La temperatura del motor es controlada por un sensor de temperatura del refrigerante del motor (ECT) atornillado en la parte inferior del colector de admisión. El conjunto de bobina DIS está montado en el bloque de cilindros, junto al cilindro n.º 1. La bobina tiene dos devanados primarios y dos secundarios. Uno de los devanados secundarios suministra corriente a los cilindros n.º 1 y n.º 4 simultáneamente, mientras que el otro suministra corriente a los cilindros n.º 2 y n.º 3. Cada vez que se excita cualquiera de las bobinas, se generan dos chispas. Por ejemplo, se produce una chispa en el cilindro n.º 1 durante su carrera de compresión, mientras que la otra chispa se produce en el cilindro n.º 4 durante su carrera de escape. La chispa en el cilindro n.º 4 es “redundante” y no tiene efecto perjudicial sobre las prestaciones del motor.

Motores de inyección electrónica de 1,6 litros
El sistema de encendido está bajo el control general del módulo de gestión del motor EEC IV. El módulo compara las señales proporcionadas por los distintos sensores con los parámetros de funcionamiento del motor almacenados en su memoria, y varía directamente los ajustes de funcionamiento del motor según la carga del motor y las condiciones de funcionamiento existentes. El encendido es mediante un Sistema de Encendido sin Distribuidor (DIS), similar al descrito anteriormente para los motores de inyección de 1,4 litros. El DIS está controlado por el módulo E-DIS 4.

Precauciones
Advertencia: El sistema DIS funciona con tensiones mucho más altas que los sistemas convencionales, por lo que deben tomarse las precauciones adecuadas para evitar lesiones personales. Consulte la sección “¡Seguridad primero!” al principio de este manual antes de continuar, y desconecte siempre el cable negativo de la batería antes de trabajar en el sistema. Es necesario extremar el cuidado al trabajar en el sistema de encendido, tanto para evitar daños en los dispositivos semiconductores como para evitar lesiones personales. Consulte las precauciones indicadas en “¡Seguridad primero!” al principio de este manual, prestando especial atención a la advertencia sobre la tensión de alta tensión (AT) del encendido. Consulte también las precauciones al principio del Capítulo 5A.

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