Unidad múltiple bobina sobre bujía: controlador primario (tensión y corriente) y secundario

Para realizar esta prueba es necesario un PicoScope.

Cómo conectar el osciloscopio al realizar pruebas: tensión y corriente en el controlador dual primario en la unidad múltiple bobina sobre bujía, y secundario, patrón

Algunos vehículos van equipados con un sistema de encendido sin distribuidor, donde las bobinas se combinan en una unidad de bobina sobre bujía que se encuentra directamente encima de las bujías y alberga el sistema de encendido de bobina. Este sistema se solía instalar en los motores SAAB y en algunos modelos de Vauxhall, Peugeot y otros, como se muestra en la figura 1.

  1. Desconecte el conector múltiple de la unidad de bobina en bujía.
  2. Retire la unidad de bobina sobre del motor.
  3. Utilice los cables alargadores PP339 COP y conecte todas las salidas de la bobina a las bujías, como se muestra en las figuras 2 y 3.
  4. Nota: el kit avanzado incluye cuatro cables de este tipo. Para vehículos con más de 4 cilindros, como los SAAB, puede comprar cables adicionales, pero solo podrá probar un máximo de 4 al mismo tiempo si utiliza un osciloscopio de 4 canales.
  5. Una vez conectados todos los cables alargadores CP, conecte el multiconector de nuevo a la unidad bobina sobre bujía utilizando cables de conexión adecuados como se muestra en las figuras 2 y 3.
  6. Conecte un extremo del cable de tierra suministrado con los alargadores PP339 COP al orificio de montaje de la unidad COP utilizando la tuerca y el perno suministrados.
  7. Conecte el otro extremo a un punto de tierra adecuado como el punto de montaje de la unidad COP del motor, como se muestra en la figura 2. Esto mantendrá el retorno a tierra de la bobina a través del paquete de la bobina y también conducirá con seguridad las chispas expuestas a tierra, protegiendo al usuario y el equipo.

Canal A: controlador primario (conmutación digital)

  1. Conecte el terminal de pruebas BNC a 4 mm al Canal A del osciloscopio.
  2. Conecte el conector de color (positivo) del terminal de pruebas al adaptador de 4 mm del cable de conexión que lleva la señal del controlador primario (conmutador digital) a la unidad de la bobina.
  3. Coloque la pinza de delfín negra al conector negro del terminal de pruebas y enganche esto al negativo de batería o a un punto de tierra adecuado del motor, como se muestra en las figuras 2 y 3.

Canal B: encendido secundario

  1. Conecte un captador de encendido secundario PP178 al Canal B del PicoScope.
  2. Conecte la pinza del captador secundario al alargador de alta tensión y conecte la pinza de tierra a un punto de tierra adecuado en el motor o el chasis, como se muestra en las figuras 2 y 3.

Canal C: corriente del controlador primario (tomada del cable de tensión de alimentación)

  1. Conecte la abrazadera de corriente de 60/20 A al Canal C del osciloscopio.
  2. Coloque la abrazadera en el mismo cable utilizado la señal de la fuente de tensión, como se muestra en las figuras 2 y 3.
  3. Pulse el botón cero de la abrazadera para asegurarse de que se pone a cero.

Con el motor en marcha, debería aparecer en pantalla un patrón similar al ejemplo que se muestra abajo.

Si no se ve una forma de onda secundaria, podría deberse a que la salida está activada positivamente. Si se traslada el captador de alta tensión a otro alargador de alta tensión, la forma de onda debería aparecer. También puede cambiar la configuración para ver una bobina activada positivamente seleccionando los ajustes para el Canal B y cambiando el sensor de «Sensor de encendido secundario (invertido)» a «Sensor de encendido secundario (Pos)» como se muestra en la figura 4.

En un motor de 4 cilindros con este tipo de sistema de encendido, es habitual tener dos salidas activadas negativamente y dos positivamente.

Ejemplo de formas de onda

Notas de la forma de onda

Forma de onda primaria

Canal A: conmutador digital del accionador primario

La señal de baja tensión cambia entre 0 voltios y, aproximadamente, 5 voltios. Cuando la señal de disparo se eleva, hace que la bobina se active. Cuando la tensión vuelve a cero, se desconecta la corriente del devanado primario de la bobina, se colapsa el flujo magnético que rodea el devanado, se induce tensión en el secundario y se activa el voltaje de alta tensión. Los puntos de encendido (cero aumentando a 5 voltios) y apagado (de 5 voltios a cero) los determina el módulo de control electrónico (ECM) del vehículo. El intervalo entre estos eventos se denomina período de reposo o tiempo de saturación. El período de reposo de un motor con encendido electrónico lo controla el circuito limitador de corriente del amplificador, el (ECM).

Canal C: corriente del controlador principal

La forma de onda del ejemplo muestra el circuito limitador de corriente en funcionamiento. La corriente del circuito primario se activa cuando se inicia el período de reposo, y después se eleva hasta aproximadamente 10 amperios. Luego se mantiene constante brevemente y se libera en el punto de ignición. El período de tiempo desde el punto de encendido inicial hasta el momento en que se libera la corriente depende de la velocidad del motor. Cuanto menor sea la velocidad del motor, menor será la rampa de corriente; después, la rampa se alarga con el aumento de revoluciones del motor.

Forma de onda secundaria

La forma de onda del ejemplo muestra la figura típica de un motor con encendido electrónico. La forma de onda ha sido tomada de la unidad de bobina sobre bujía del motor Vectra Z22SE.

La forma de onda secundaria muestra el período de tiempo durante el cual fluye alta tensión a través del electrodo de la bujía después del pico inicial de tensión necesaria para saltar la separación. A este tiempo se le conoce como «tiempo de combustión» o «duración de chispa». En la ilustración, la línea de tensión horizontal del centro del osciloscopio tiene un voltaje relativamente constante, pero después cae abruptamente en lo que se conoce como el período de «oscilación de la bobina». El «tiempo de combustión» también se ilustra en la figura 5.

El período de oscilación de la bobina (como se muestra en la figura 6) debería mostrar un mínimo de 4 picos (contando superiores e inferiores). Una pérdida de picos indica que es necesario cambiar la bobina. El periodo entre la oscilación de la bobina y la siguiente «caída» es cuando la bobina está en reposo y no hay tensión en su circuito secundario. A esta «caída» se la conoce como «pico de polaridad negativa» (como se muestra en la figura 7) y produce una pequeña oscilación en la dirección opuesta a la tensión de activación de la bujía. Esto se debe a la conmutación inicial de la corriente primaria de la bobina. La tensión de la bobina solo se envía al punto de ignición correcto, que es cuando la chispa de alta tensión enciende la mezcla de aire/combustible.

La tensión de activación de la bujía es la tensión necesaria para saltar la holgura del electrodo de la bujía, y se conoce como o «kV de la bujía». Esto se muestra en la figura 8. En este ejemplo, el valor de kV de la bujía es de 13,5 kV.

Información técnica

El funcionamiento de la unidad bobina sobre bujía es, esencialmente, igual a cualquier otro sistema de encendido.

Los sistemas de encendido sin distribuidor solo se instalan en vehículos que tienen un número par de cilindros, como 2, 4, 6 u 8. Esto es porque hay dos cilindros conectados a una bobina, que puede producir una chispa en ambos cilindros al mismo tiempo. Esto se conoce como sistema de chispa perdida. Las dos bujías están dispuestas de modo que una se dispara en la carrera de expansión del motor y la otra en la carrera de escape del cilindro opuesto, compensado en 360 grados. Después de una rotación completa del motor, los dos cilindros están ahora en carreras opuestas y las dos bujías disparan de nuevo, pero con funciones opuestas a las de antes.

En un motor de cuatro cilindros, hay dos bobinas con controladores individuales que tienden a controlar los cilindros 2 y 1, y 4 y 2. Esto significa que hay una chispa doble cada 180 grados; una de estas chispas se pierde en una carrera de escape del cilindro opuesto, que está disparando en la carrera de expansión.

La única diferencia real entre el COP y otros sistemas de encendido es que cada bobina del COP está instalada directamente sobre la bujía, por lo que la tensión va directamente a los electrodos de la bujía sin tener que pasar a través de un distribuidor o terminales de la bujía. Este método de conexión directa genera la chispa más fuerte posible y mejora la durabilidad del sistema de encendido.

Información técnica de la bobina

Controlador primario: señal de conmutación digital

Los puntos de encendido de la bobina (cero aumentando a 5 voltios) y apagado (de 5 voltios a cero) los determina el módulo de control electrónico (ECM) del vehículo. El tiempo entre estos puntos se denomina período de reposo o tiempo de saturación de la bobina. El período de reposo de un motor con encendido electrónico lo controla el circuito limitador de corriente del amplificador, el (ECM).

En vivo

Históricamente, la tensión de alimentación estaba presente en cuanto se activaba el interruptor de encendido. Los sistemas modernos, por otro lado, no proporcionan alimentación hasta que la llave se gira a la posición de «arranque» y el motor gira. Un simple fallo como un problema en el sensor de inclinación del cigüeñal provoca una pérdida de tensión de alimentación, simplemente porque los circuitos de control electrónicos no reconocen que el motor está girando.

Tierra

La conexión a tierra es esencial para el funcionamiento de cualquier circuito eléctrico de un motor. A medida que aumenta la corriente, en cualquier circuito eléctrico, va descendiendo la tensión. Solo se pueden realizar pruebas en un circuito de retorno a tierra cuando el circuito está con carga baja; por lo tanto, una prueba de continuidad a tierra con un multímetro resulta inexacta. Como el circuito primario de la bobina solo está completo durante el período de reposo, este es el momento en que se debe monitorizar la caída de tensión. La rampa de tensión de la señal de tierra no debe superar los 0,5 voltios. Cuanto más plana sea la forma de onda, mejor; una forma de onda prácticamente sin aumento indica que el amplificador o módulo tiene una toma de tierra perfecta. Si la rampa es demasiado alta, las conexiones de tierra deben ser revisadas para identificar la conexión causante.

Accionador primario: corriente

La forma de onda del ejemplo muestra el circuito limitador de corriente en funcionamiento. La corriente del circuito primario se activa al iniciarse el período de reposo, se eleva a unos 10 amperios y permanece constante hasta que se libera en el momento de ignición.

A medida que aumenta la velocidad de motor, el ángulo de levas se amplía para mantener un tiempo de saturación constante de la bobina y, por lo tanto, una energía constante. El tiempo de saturación de la bobina se puede medir colocando una regla de tiempo al principio del período de reposo y la otra al final de la rampa de corriente. La distancia entre las reglas se mantendrá exactamente igual independientemente de la velocidad del motor.

AT193-3(ES)

Cláusula de exención de responsabilidad
Este tema de ayuda podría estar sujeto a modificaciones sin previo aviso. La información aquí publicada ha sido revisada detenidamente y se considera correcta. Esta información es un ejemplo de nuestras investigaciones y conclusiones, pero no se trata de un procedimiento definitivo. Pico Technology no acepta responsabilidad alguna por imprecisiones o errores. Los vehículos pueden ser diferentes y necesitan configuraciones de pruebas específicas.