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La diferencia entre sistemas de encendido

septiembre 30, 2021

Single coil, coil over, DIS o CDI son todos los tipos de sistemas de encendido que se pueden utilizar en su Porsche. ¿Cuál es la diferencia entre ellos y por qué usaría uno sobre el otro? En el artículo de esta semana, miro la diferencia entre cada sistema y sus pros y contras.

Sistemas de encendido de bobina simple

El sistema de encendido de bobina simple, también conocido como sistema de encendido Kettering, (llamado así por su inventor), es uno de los sistemas más simples. Utiliza un interruptor en el distribuidor, (puntos de encendido), para permitir que la corriente fluya a través de la bobina. A medida que la corriente fluye a través de la bobina, produce un campo magnético. Cuando la corriente se detiene (el interruptor se abre), el campo magnético colapsa a través del lado secundario, amplificando aún más la carga y generando una chispa.

Sistema de encendido Kettering
Disposición del sistema de encendido Kettering

Este sistema fue el primer sistema de encendido que se utilizó y tiene la mayor cantidad de limitaciones. La mayor de las limitaciones es el tiempo de carga disponible de la bobina. El tiempo de carga está limitado a la cantidad de puntos de permanencia o tiempo de cierre. Cuanto más tiempo estén cerrados los puntos, más carga puede generar la bobina. Sin embargo, a medida que se agregan cilindros (4 – 6 – 8, etc.), se reduce la cantidad de tiempo de carga. Además, a medida que aumentan las RPM del motor, se reduce la cantidad de tiempo de carga.

Tiempo de carga

Los efectos del tiempo de carga reducido dan como resultado una menor energía de chispa en la bujía. Para combatir este problema, muchos fabricantes experimentaron con diferentes métodos de construcción de bobinas para crear una bobina que pudiera cargarse más rápido. Por lo tanto, verá bobinas que requieren una resistencia de balasto en el circuito primario y las bobinas tendrán diferentes números de resistencia interna. Todo esto fue para aumentar la potencia de encendido disponible.

Diagrama de carga de la bobina primaria
Carga de bobina primaria

Incluso si la bobina puede obtener su tiempo de carga óptimo y está en su fuerza más alta, la cantidad de energía de chispa real producida es relativamente baja. La mayor cantidad de corriente producida por una sola bobina suele ser de alrededor de 30 a 50 mJ de energía. Aunque lo suficientemente caliente como para encender las mezclas de combustible a bajas velocidades, esta energía no se puede mantener a medida que aumentan las RPM.

DIS Sistemas de encendido

Los sistemas de encendido DIS (sistema de encendido directo o sistemas de encendido por chispa de desecho) son cuando dos cilindros están conectados a la misma bobina. Los cilindros conectados están ambos en TDC al mismo tiempo, aunque uno estará en superposición y el otro estará en compresión. En un 911, por ejemplo, los cilindros 1 – 4, 6 – 3 y 2-5 compartirán una bobina. El cilindro que está bajo carga de compresión consumirá la mayor cantidad de energía de chispa. Mientras que el cilindro que se superpone todavía tendrá una pequeña chispa en la bujía (la chispa de desperdicio).

Sistema de encendido DIS
Paquete de bobina DIS de 6 cilindros

Esto se debe a que la presión de compresión en el cilindro dificulta que la chispa salte el espacio de la bujía. Por lo tanto, utilizará más energía disponible producida por la bobina. Las bobinas de este tipo de sistema se cargan mediante un módulo y una unidad de control de encendido. La unidad de control observa los requisitos de sincronización y velocidad del motor, luego envía una señal al módulo. El módulo es una forma de interruptor que controla la carga de las bobinas. Este es el mismo que el sistema de estilo Kettering original, solo controlado por computadora.

Cableado del sistema de encendido DIS
Ignición por chispa de desecho

Inconvenientes y limitaciones

Aunque el tiempo de carga aumenta significativamente al compartir las bobinas, aún disminuye a medida que aumentan las RPM. La cantidad de energía que pueden producir las bobinas todavía está limitada por el tipo de construcción de la bobina y el tiempo de carga. El sistema también es más costoso de instalar, ya que ahora necesitará una unidad de control, una rueda de activación y sensores para monitorear la velocidad y la posición del motor. Aunque claramente más eficiente que el sistema de bobina simple, sigue siendo un sistema comprometido.

Bobina sobre sistemas de encendido

Los sistemas de bobina son un sistema de encendido que tiene una bobina en cada bujía. Al tener una bobina en cada bujía, el tiempo de carga de la bobina puede ser de aproximadamente 700 grados de rotación del cigüeñal. De esa manera, la bobina puede obtener la máxima carga posible porque solo tiene que disparar una bujía. La carga de las bobinas está controlada por una computadora del motor. La computadora del motor monitoreará la velocidad y la posición del motor y disparará la bujía en el momento adecuado y luego recargará la bobina.

Bobina sobre sistema de encendido
Bobina sobre bujía Bobina de encendido

En cuanto a bobinas inductivas, este tipo de sistema es el más eficiente. Sin embargo, la cantidad de energía de chispa puesta en la bujía seguirá siendo relativamente baja. Esto se debe a las limitaciones del tamaño de la bobina y su diseño.

Sistemas de encendido CDI

Los sistemas de encendido CDI, (sistema de descarga de condensadores), son un sistema de encendido muy potente y rápido. Funcionan tomando el voltaje de la batería (12 voltios) y lo elevan a 450 – 500 voltios. Luego cargan el capacitor con aproximadamente 150-175 mJ de energía. Esto sucede en aproximadamente 1 mS, en la mayoría de los casos antes de que los puntos puedan cerrarse. Cuando la energía se envía a la bujía, pasa a través de un transformador secundario, que a su vez aumenta el voltaje otras 100 veces hasta alrededor de 45.000 a 50.000 voltios.

Caja CDI de 3 pines Bosch
Caja CDI de 3 pines Bosch

El sistema de encendido CDI no se ve afectado por las RPM del motor. Debido a que el sistema puede funcionar tan rápido para recargar el condensador, la bujía recibirá la misma cantidad de energía a 1000 RPM que a 7000 RPM. La quemadura de la bujía estará más caliente y durante más tiempo cuando se usa un sistema CDI. Esto resultará en un encendido más completo y menos suciedad en la bujía.

Cableado CDI de 6 pines schmatic
Cableado CDI de 6 pines Schmatic

Retrocesos del sistema CDI

El mayor problema del sistema CDI es también su mayor fortaleza, su poder. Uno de los subproductos de producir un encendido de muy alta energía es que también crea mucho ruido eléctrico. Cada vez que la energía de la chispa se empuja hacia abajo por el cable de la bujía, crea una onda magnética de voltaje alrededor del cable. Ahora, un automóvil que usa carburadores o inyección de combustible MFI o CIS no es un problema. Sin embargo, un automóvil que usa inyección electrónica de combustible es una historia diferente.

Un automóvil que usa inyección electrónica de combustible también usa una serie de sensores de motor. La mayoría de estos sensores funcionan con un voltaje de referencia de 5 voltios. No se necesita mucho para que el sistema CDI imparta una señal de voltaje superior a 5 voltios en los circuitos del sensor. Cuando esto sucede, confundirá a la computadora del motor, que a su vez ordena los requisitos incorrectos de combustible y chispa para el motor.

Por lo tanto, cuando los automóviles comenzaron a cambiar a los sistemas de control DME (Digital Motor Electronics), tuvieron que dar un paso atrás en la calidad del encendido. Aunque el CDI es un encendido mucho más eficiente y potente, no se puede utilizar con los sistemas electrónicos.

Control electrónico completo

A medida que avanzaban los controles completos del motor, también lo hacían los sistemas de encendido. Al principio, Porsche optó por el sistema de bobina simple TCI, que es un sistema de encendido controlado por computadora controlado por un módulo. A medida que pasaba el tiempo, no pasó mucho tiempo hasta que todos los automóviles fueron equipados con sistemas de encendido por bobina. Todo esto es para restaurar la mayor cantidad de energía de chispa posible sin interferir con la electrónica del motor.

Unidad de control Bosch DME
Unidad de control Bosch DME utilizada en los modelos Porsche 1984-89 911

Reequipamiento de un automóvil más antiguo

Mucha gente parece pensar que instalar un sistema de bobina o un sistema DIS en un automóvil más antiguo que usa un sistema CDI es una actualización. No es, a menos que esté cambiando a un sistema electrónico de gestión del motor, que controle tanto la chispa como el combustible, todo lo que está haciendo es reducir la cantidad de energía de chispa disponible. En un automóvil que usa carburador o inyección de combustible MFI, correrá el riesgo de que se ensucie la bujía.

Mi consejo es que se ciña al sistema que mejor se adapte a todo el paquete de control del motor. No se deje atrapar por la exageración de que solo porque está controlado por computadora debe ser mejor.