Proyecto de Bobinas

 

(PROYECTO DE GRADO)

“CONSTRUCCION DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA BOBIAS Y MODULOS DE ENCENDIDO”  ENCENDIDO”  

POSTULANTES:

1 

 

DEDICATORIA

 A Di D i os por p pe ermit rmitir ir me lle llega garr a este ste momento nto espe specia ciall en mi vid vida a, p po or lo loss tri unfo unfoss y los mome momentos ntos di diffí ci ciles les que me han enseñado a va valor lorar ar cada dí día am más. ás.  A mi mi s padr es E mi lio, Cr ist istii na por e ell apoyo cons consttante nte de fo forr mación ción de mi vida vida,, desd sde e mi niñez ni ñez y hasta e este ste m mom omento ento d de em mii vi vida da.. E n espe especi cial al qui quie er o de dedi dicar car y ag agrr ad ade ece cerr este p prr oye oyecto cto a m mii am amad ada a y com compa pañer ñera a de derr vid vi da, mi esp spo osa: sa: M ar í a I sabe sabell C Cha ham mbi de B autista m mii l ggrr acia ci as po porr motivar y acompañar en este proceso, por sobre todo tu amor, comprensión, paciencia,  forta  fo rtale lezza y pr eocup cupació ción n por m míí e en n ca cad da momento nto y que sie siem mpre quiso lo mejor par a mi por veni venirr .  A mis hij hij os Ca Carr ol y Carlo Carloss q quie uiene ness ttuv uviero ieron nq que ue so sop porta rtarr la ause usenc ncia ia d de e papa, sin  po  poder e ent nte end nde er a su cor cor ta edad por q qué ué pre refe ferr ía esta star e en n el trab raba ajo y mi s cla clases ses y no con ellos. A pe pesar sar de ell llo o una sonr sonrii sa de am ambo boss me llenab llenaba ad de eá áni nim mo y ffuer uerza za..

 J uan A lberto B autis ta Qui s pe

2 

 

 A mis padres por ser s er un pilar pi lar fun fundamenta damentall en todo lo que s oy mi educ educaci ación, ón, ta tanto nto

académica, acad émica, como de la vi da da,, por s u in incondi condi ci onal apoyo prefecta ment mentee manteni mante nido do atreves el tiempo.   Todo es te trab trabajo ajo ha s ido pos ible gr acias a el ellos los    Marco  Marc oA Antoni ntoni o C Caparic aparic ona Mayta

3 

 

 A mis padres S antos y Martha, por la c r i anza, s embrar en mi mi educaci educación ón loa loas valo valores res y muy es pecia peci alment lmente e  por los c ons ejos y es tar tar pendi entes en mi mi . Dedic arles Dedica rles est es te document documento o quienes  perma  per manentemente nentemente me bri br i ndaron ndar on un apoy apoyo o con s u espír es pírii tu ale alenta ntador. dor. Will Wi lliam iam R odrig o Choque Ma Mayta yta

4 

 

CAPITULO I GENERALIDADES 1.  INTRODUCCIÓN… INTRODUCCIÓN… ......  ............................................................ ...................................................................................... ................................ 1 2.  ANTECEDENTES ................................................................................................ ............................................................................................ .... 2 3.  DESCRIPCIÓN DEL OBJETO DE ESTUDIO… ESTUDIO…  .............................................. ............................................ 2 4.  PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA… PROBLEMA…  ......................................................... ................................................... .... 3 4.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA… ......................................................... PROBLEMA… ......................................................... 3 4.2 REPRESENTACIÓN GRAFICA DEL PROBLEMA…  PROBLEMA… .................................. 4 4.3 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN…  INVESTIGACIÓN… ............................................................... ............................................... .............. 4 5.  OBJETIVOS .................................................................................................... ............................................... ........................................................... ...... 5  

5.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................... ............................ ........................................................... .... 5 5.2 OBJETIVO ESPECIFICO…  ESPECIFICO… ................................................................................ .............................................. ................................ 5 6.  JUSTIFICACIÓN… JUSTIFICACIÓN… ......................................................................  ............................................................................................. ....................... 5 6.1 JUSTIFICACIÓN TÉCNICA… TÉCNICA…  ........................................................................... .................................................. ....................... 5 6.2 JUSTIFICACIÓN SOCIAL… SOCIAL…  .............................................................................. ..................................................... ....................... 6 6.3 JUSTIFICACIÓN ECONOMICA ...................................................................... ............................................... ....................... 6 7.  METODOLOGIA Y TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN… INVESTIGACIÓN…  ............................. 6 8.  TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN… INVESTIGACIÓN…  ................................................................... ................................................... .............. 7 9.  ALCANCES Y APORTES ................................................... ................................................................................... ................................ 7 9.1 ALCANCE ESPACIAL ............................................... ........................................................................................ ......................................... 7 9.2 ALCANCE TEMPORAL… TEMPORAL…  .................................................................................. ................................................ ................................ 7 9.3 ALCANCE TEMATICO… TEMATICO…  ................................................................................... ................................................. ................................ 8 CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1  FUNCIONAMIENTO

DEL MOTOR…  MOTOR… ........................................................ .................................................. .... 9

2.1.1  Fases del motor de cuatro tiempos… tiempos… ......  ........................................................ .................................................. 11

5 

 

2.1.2  Fase de admisión ............................... ...................................................................................... .........................................................11 2.1.3  Fase de compresión ........................................................................ ................................................................................... ........... 12 2.1.4  Fase de explosión explosió n ....................................................................................... ................................................. ...................................... 13 2.1.5  Fase de escape es cape ............................................................................................ ....................................................... ..................................... 14 2.2 SISTEMAS DEL MOTOR…  MOTOR… ....................................................................... ................................................. .................... 15 2.2.1  Sistema de alimentación ..................................... ............................................................................ ....................................... 15 2.2.2  Sistema de distribución ................................................ ............................................................................. ............................. 16 2.2.3  Sistema de refrigeración .............................................. ........................................................................... ............................. 18 2.2.4  Sistema de encendido… encendido… ...........................................................................  ........................................................................... 19 2.3 TIPOS DE SISTEMAS DE ENCENDIDO… ............................................ ENCENDIDO… ............................................ 20 2.3.1 Sistema de encendido convencional…  convencional… ...................................................... ................................................... . 20 2.3.2 Sistema de encendido eléctrico… eléctrico…  .............................................................. ................................................. ........... 26 2.3.3 Encendido electrónico sin contacto…...................................................... contacto…...................................................... 27 2.3.4 Encendido eléctrico integrado…  integrado… .............................................................. .................................................. .......... 28 2.3.5 Encendido electrónico por descarga de condensador ............................ 29 2.4 TIPOS DE BOBINAS… BOBINAS… .................................................................  .............................................................................. ............. 30 2.4.1 Bobinas de encendido tipo cartucho…  cartucho… .................................................... .................................................. 35 2.4.2  Bobina de encendido con distribuidor electrónico ................................ 36 2.4.3  Bobina de encendido de chispa doble… doble… .................................................  ................................................. 37 2.4.4 Bobina de encendido tipo lápiz… ................................ lápiz… ............................................................ ............................ 38 2.4.5 Regletas de bobinas de encendido… encendido…  ........................................................ ...................................................... 39 2.4.6 Bobinas tipo Cop (bobina sobre bujía) ... ................................................... ................................................ 40 CAPITULO III

6 

 

MARCO PRÁCTICO 3.1 COMPONENTES ELECTRÓNICOS ....................................................... .......................... ............................. 42 3.1.1 Circuito integrado (NE ( NE 555) ................................................. ..................................................................... .................... 42  

3.1.2 Potenciómetro… Potenciómetro…  ........................................................................................ .................................................. ...................................... 43 3.1.3 Resistencia… Resistencia…  ................................................................................................ ............................................... ............................................... 44 3.1.4 Led ............................................. ................................................................................................. .................................................................. .............. 44 3.1.5 Protoboard… Protoboard… ........................................................  .............................................................................................. ...................................... 45 3.1.6 Cables para la conexión ............................................................................. ............................................... .............................. 46 3.1.7 Condensador ............................................................................................... ................................................ ............................................... 47 3.1.8 Transistor ..................................................... .................................................................................................... ............................................... 48 3.1.9 Diodo… Diodo… ...........  ................................................................ ............................................................................................. ........................................ 49 3.1.10 Placa virgen (placa fenólica)… fenólica)… ......  ............................................................. ...........................................................50 3.1.11 Perclorato de ferro… ferro… ...........................................................................  ............................................................................... .... 51 3.1.12 Pomada para soldar circuitos… circuitos….................................................. .............................................................. ............ 52 3.1.13 Estaño para soldar circuitos electrónicos… electrónicos…  ........................................... 52 3.2  DISEÑO

DEL DIAGRAMA DEL PROBADOR DE BOBINAS Y

MÓDULOS DE ENCENDIDO… ENCENDIDO… ......................................................................  ...................................................................... 53 3.3  DISEÑO

DE LA PLACA DEL PROBADOR DE BOBINAS B OBINAS Y MÓDULOS

DE ENCENDIDO… ENCENDIDO…  ............................................................................................ ..................................................... ..................................... 54 54 3.3.1 Realización del d el circuito en protoboard .................................................... 55 3.4  QUEMADO DE LA PLACA… PLACA…  .................................................................... 55

7 

 

3.5  ENSAMBLAJE DE LA CARCASA CON EL CIRCUITO DEL PROBADOR DE

BOBINAS

Y

MÓDULOS

DE

ENCENDIDO… ................................................... ENCENDIDO…  .................................................................................................. ............................................... 56 3.6  CONCLUSIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS PARA BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO… ENCENDIDO… ......................................................................  ...................................................................... 57 3.7  PRUEBAS DE FUNCIONALIDAD DEL BANCO DE PRUEBAS PARA BOBINAS

Y

MÓDULOS

DE

ENCENDIDO… ................................................... ENCENDIDO…  .................................................................................................. ............................................... 58 3.7.1  Prueba en la bobina convencional (Tipo cartucho)… cartucho)…............................. ............................. 58 3.7.2  Prueba en la bobina de chispa doble (Sistema DIS)… DIS)…  ............................ 60 3.7.3  Prueba en la bobina tipo Cop (Bobina sobre bujía) ............................... 61 3.8  CONEXIÓN DE LAS BOBINAS DE ENCENDIDO… ENCENDIDO…  ............................. 62 3.8.1  Conexiones del sistema de encendido Nissan (con distribuidor)… distribuidor)…  ....... 62 3.8.2  Conexiones del sistema del sistema DIS (Nissan)… (Nissan)… ...............................  ............................... 63 3.8.3  Conexión del sistema de encendido DIS (Mitsubishi)… (Mitsubishi)… ........................  ........................ 64 3.8.4  Conexión del sistema de encendido tipo COP (Toyota)… (Toyota)…  ...................... .................... 65 3.8.5  conexión del sistema de encendido tipo DIS (Toyota)… (Toyota)…  .........................66 3.9  SE

REALIZARON LAS PRUEBAS DE FUNCIONALIDAD DEL

PROBADOR DE BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO BAJO LAS SIGUIENTES CONEXIONES .......................................................................... ..................................................... ..................... 67 3.10  CONEXIÓN

DE LA BOBINA AL PROBADOR… PROBADOR…  ................................. 67

3.10.1 Conectar los cables de salida del probador a la bobina bajo las siguientes conexiones: .................................................. ....................................................................................................... ......................................................... .... 67 CAPITULO IV

8 

 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.1 CONCLUSIONES .................................................. ........................................................................................ ...................................... 68

 

4.2 RECOMENDACIONES................................................. .............................................................................. ............................. 69

INDICE DE IMÁGENES

Fig.1: Fases del motor de combustión… ............................................................  ............................................................... ... 11 Fig. 2: Fase de admisión admis ión ........................................................................................ 12 Fig.3: Fase de compresión… .................................................................................  .............................................................................. ... 13 Fig. 4: Fase de explosión… .............................................................  .................................................................................... ....................... 14 esc ape ..................................................... ............................................................................................. ........................................ 15 Fig. 5: Fase de escape Fig.6: Sistema de alimentación del motor ... .......................................................... ............................................................ ..... 16

Fig.7: Sistema de distribución distrib ución de un motor ............................................................. ........................................................ ..... 17 Fig. 8: Sistema de refrigeración ref rigeración ............................................................................... .............................................. ................................. 19 ................................................................................... ................................. 20 Fig. 9: Sistema de encendido ..................................................

Fig. 10: Sistema de encendido enc endido convencional ...................................................... ........................................................... ..... 21 Fig. 11: Platino............................................. Platino.................................................................................................. ............................................................. ........22 Fig. 12: Condensador ............................................................................................... ...................................................... ......................................... 23 ........................................................................... ......................... 24 Fig. 13: Distribuidor de encendido ..................................................

Fig. 14: Bujías................................................................................................... .............................................. ............................................................. ........ 25 Fig. 15: Sistema de encendido enc endido electrónico ......................................................... ................................................................ ....... 27 Fig. 16: Encendido electrónico sin contacto ............................................................. ....................................................... ...... 28 Fig. 17: Sistema de encendido enc endido integral ..................................................................... ..................................................... ................ 29 Fig. 18: Encendido eléctrico por descarga de condensador condensado r ...................................... 30

9 

 

Fig. 19: Tipos de bobinas............................................... bobinas........................................................................................... ............................................ 31 Fig. 20: Bobinas de encendido en cendido tipo cartucho ............................................................ ......................... ................................... 35 Fig. 20: Distribuidor electrónico................................................................................36 ...................................................... ..........................36 enc endido de chispa doble .......................................................... 37 Fig. 22: Bobina de encendido

Fig. 23: Bobinas de encendido en cendido de encendido tipo lápiz ............................................ 39 Fig. 24: Regletas de bobinas b obinas de encend encendido ido ................................................................ ............................................... ................. 40 Fig. 25: Bobina de encendido enc endido tipo Cop .................................................... .................................................................... ................ 41 Fig. 26: Circuito integrado NE 555 ................................................. .......................................................................... ......................... 43 Fig. 27: Potenciómetro..............................................................................................43 ................................................................................. ................ 44 Fig. 28: Resistencias .................................................................................................

Fig. 29: Leds ..................................................................................................... ................................................ ............................................................. ........ 45 Fig. 30: Protoboard ................................................................................................... ................................................................................... ................ 46 Fig. 31: Cables puente .............................................................................. ........................ ....................................................................... ................. 47 Fig. 32: Condensador ................................................................................................ ...................................................... .......................................... 48 Fig. 33: Transistor .................................................. ..................................................................................................... ................................................... 49 ............................................ .............................................................. ......... 50 Fig. 34: Diodos .................................................................................................

Fig. 35: Placa virgen ........................................................................ ................................................................................................... ........................... 51 Fig. 36: Perclorato de ferro ..................................................... ........................................................................................ ................................... 51 Fig. 37: Crema para soldar ....................................................................................... 52 Fig. 38: Estaño para soldar circuitos ........................................................................ 53 Fig. 39: Diseño del diagrama del circuito ................................................................ 54 Fig. 40: Diseño del diagrama del circuito ................................................................ 54 10 

 

Fig. 41: Diseño del diagrama del circuito ................................................................. 55 Fig. 42: Ensamblaje de la l a carcasa con el circuito ...................................................... 56 Fig. 43: Banco de pruebas para bobinas y módulos de encendido… ......................... 57 Fig. 44: Conclusión del banco de pruebas para bobinas y módulos de encendido….58   Fig. 45: Prueba de la chispa en una bobina convencional… ...................................... 59 Fig. 46: Prueba de la chispa simulando las rpm del motor… .................................... .................................... 59 Fig. 47: Prueba de la chispa en la bobina de chispa doble… .................................... 60 Fig. 48: Prueba de la chispa simulando las rpm del motor… .................................... .................................... 60 Fig. 49: Prueba de la chispa en una bobina tipo cop… .............................................. ............................................. .61 .................................... 61 Fig. 50: Prueba de la chispa simulando las rpm del motor… ....................................

Fig. 51: Conexión del sistema d encendido Nissan .................................................... 62 Fig. 52: Conexión del sistema de encendido  Nissan… ...................  .............................................. ........................... 63 Fig. 53: Conexión del sistema de encendido Mitsubishi… ........................................ 64 Fig. 54: Conexión del sistema de en encendido cendido tipo cop ................................................ ............................................... . 65 Fig. 55: Conexión del sistema de en encendido cendido tipo DIS ............................................... 66

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AGRADECIMIENTOS

-

En primer lugar infinitamente gracias a Dios, por permitirnos llegar a este momento tan especial en nuestras vidas, culminar una pequeña etapa de nuestra formación profesional.

-

A nuestra prestigiosa institución

INSTITUTO DE MECANICA

AUTOMOTRIZ ‘’ SIMON BOLIVAR’’ la cual abre sus puertas a jóvenes

como nosotros, preparándonos para par a un futuro competitivo y formándonos como  profesionales con sentido de seriedad, responsabilidad resp onsabilidad y rigor académico. -

A nuestro tutor: Ing. Sergio Quispe por su gran apoyo y orientación para desarrollar nuestro proyecto.

-

Agradecimientos a todos nuestros docentes de la Institución a quienes les debemos gran parte de nuestros conocimientos, gracias a su paciencia y enseñanza.

-

A nuestros padres quienes a lo largo de todas nuestras vidas nos apoyado y motivado en nuestra formación académica, creyeron en nosotros en todo momento y no dudaron de nuestras habilidades.

-

A nuestros docentes:

Ing. Sergio Andres Quispe Villca Ing. Marco Antonio Quispe Quispe T. S. Angelino Cordero

Quienes nos impulsaron y brindaron información sobre nuestro proyecto.

12 

 

CAPITULO I  

GENERALIDADES

10. INTRODUCCIÓN Los mecánicos del área automotriz aseguran que la tecnología va avanzando cada vez más en la parte electrónica y que por falta de equipos no se puede realizar algunos trabajos en un vehículo como en el sistema de encendido electrónico por bobinas ya que existen gran variedad de bobinas según a la marca y modelo de un motorizado.

Detectar una falla se ha convertido en un trabajo más complejo y a la vez simple para quien cuente con el equipo necesario, para diagnosticar o verificar el funcionamiento de las bobinas del sistema de encendido del vehículo. Por falta del equipo es que ya no reciben algunos automóviles lo que causa una pérdida económica en un taller.

Viendo la necesidad de los mecánicos y usuarios de vehículos se ha considerado construir un equipo que sea capaz de verificar el funcionamiento de las bobinas de encendido del vehículo, este equipo será más accesible para los mecánicos, ayudando a que sus talleres estén mejor equipados para la realización de estas verificaciones, también ahorrando tiempo en su trabajo.

El propósito del presente proyecto es la implementación de un probador de bobinas y módulos de encendido para todo tipo de vehículos que se presentan en nuestro parque automotor.

13 

 

11. ANTECEDENTES A partir del año 2003 empieza la fabricación del probador de bobinas independientes en la ciudad de Maracay por el Ing. Ibrahim Reyes Petit. En el año 2012 se presentó un probador de bobinas sin modulo en la ciudad de México. En la república del Perú en el año 2014 se presentó un probador universal de bobinas de encendido “bo bi-22” 

En el presente año en el instituto de mecánica automotriz “Simón Bolívar” se presentó un probador de bobinas y módulos de encendido tipo “cop” 

12. DESCRIPCIÓN DEL OBJETO DE ESTUDIO El objeto a construir se trata de un banco probador de bobinas y módulos de encendido. sin importar el fabricante, tipo o modelo de automóvil.

Con el objeto de verificar el funcionamiento de las bobinas de encendido fuera del vehículo, pudiendo probar bobinas de encendido que incluyan transistores, detectando fallas como embobinados abiertos y otros defectos que evitan el buen funcionamiento del

sistema

de

14 

encendido.

 

13. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 13.1 

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

Debido a la falta de un banco probador de bobinas y módulos de encendido en los talleres y servicios técnicos automotrices, no se puede realizar la verificación de la chispa de encendido a diversos vehículos que se presentan en nuestro parque automotor.

Las posibles causas pueden ser el adelanto o retraso de la chispa, fuga de chispa, ocasionando en el vehículo perdida de potencia, mala aceleración, encendido del CHECK en el tablero de instrumentos y excesivo consumo de combustible lo cual genera pérdidas económicas.

Para resolver estos problemas se realizara un banco de probador de bobinas y módulos módulos de encendido con el cual se podrá dar un diagnóstico oportuno y preciso de las fallas ya mencionadas, pudiendo probar diversos tipos de bobinas con o sin módulos de encendido

electrónico.

15 

 

13.2 

REPRESENTACIÓN GRAFICA DEL PROBLEMA

PROBLEMA  FALLAS EN EL

SISTEMA DE ENCENDIDO 

EFECTO  - DIAGNOSTICO OPORTUNO A LOS COMPONENTES MENCIONADOS 

13.3 

CAUSA  CAUSA  - BOBINAS Y MODULOS EN MAL ESTADO 

PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN

¿Cómo mejorar el diagnóstico para evitar las fallas en las bobinas y módulos de encendidos?

16 

 

14. OBJETIVOS 14.1 

OBJETIVO GENERAL

Construir un banco de pruebas para bobinas y módulos de encendido para la realización de un mejor diagnostico en el sistema de encendido.

14.2 

OBJETIVO ESPECIFICO

Investigar los circuitos y componentes para la construcción del probador de bobinas y módulos de encendido.

Analizar los diferentes sistemas de encendido que presentan pr esentan los automóviles a gasolina. Construir del banco de pruebas para el diagnóstico de bobinas y módulos de encendido. Realizar las pruebas de la funcionalidad del circuito del banco de pruebas. Realizar las pruebas de funcionamiento de las bobinas del sistema de encendido.

15. JUSTIFICACIÓN 15.1 

JUSTIFICACIÓN TÉCNICA

El proyecto ayuda a verificar pruebas en distintas tipos de vehículos dando así un diagnóstico más rápido y preciso.

La construcción del banco de probador ayudara a toda el área de mecánica automotriz ya sea en talleres o instituciones para obtener un mayor conocimiento.

17 

 

15.2 

JUSTIFICACIÓN SOCIAL

El proyecto a realizarse beneficiara a todas las personas dedicadas al área de mecánica automotriz, como también a los estudiantes de dicha carrera en la obtención de mayor conocimiento mediante las pruebas que se realizaran con el banco de pruebas.

15.3 

JUSTIFICACIÓN ECONOMICA

La construcción del banco probador ayuda en el ahorro económico por que adquirir un  probador de una empresa que los elaboran tiene un alto costo económico este probador será más accesible para los talleres o personas que quieran adquirirla.

16. METODOLOGIA Y TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN - Analítico

Se analizará el funcionamiento de los diferentes sistemas de bobinas y módulos de encendido. Para un mejor diagnostico de las fallas, según la información obtenida. - Inductivo

Según las exigencias de técnicos en el área de mecánica automotriz se pudo evidenciar la información deseada en los talleres de mecánica automotriz o de talleres autorizados cumpliendo con los parámetros de cada una de sus exigencias. -Deductivo Debido a la falta de este equipo en talleres de mecánica automotriz no se pueden realizar un diagnostico oportuno. Por el cual se incentivo a realizar este proyecto, deduciéndolo como un proyecto que beneficiara a toda persona involucrada al campo automotriz.

18 

 

17. TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN -Explorativo Se estudiara los distintos circuitos y diagramas de encendido que componen una  bobina y modulos de encendido y la particularidad que tienen las diferentes marcas de automoviles , explorando e identificando las fallas para brindarle una ooptima ptima solucion. -Descriptivo Entre las ventajas de un diagnostico oportuno al sistema de encendidio en un vehiculo se da un mantenimiento preventivo, evitando perdidas de los principales componentes con alto costo economico. -Explicativo Se realizará un diagnóstico rápido y oportuno gracias a toda información obtenida sobre bobinas y módulos de encendido y la similitud en distintas marcas de fabricaci fabricación ón y ahorrando así tiempo de trajo en el operario y generando menos costos económicos.

18. ALCANCES Y APORTES 18.1 

ALCANCE ESPACIAL

El proyecto se realizara en el taller ´´ SAN LORENZO ´´ ubicado en la avenida Juan Pablo II S/N zona Villa Esperanza.

18.2 

ALCANCE TEMPORAL

El proyecto se realizara en un tiempo aproximado de 120 días, Tanto en el marco teórico

y

19 

práctico.

 

18.3 

ALCANCE TEMATICO

El proyecto del probador de bobinas y módulos de encendido que se realizara esta  principalmente apoyado en los módulos de: Electricidad automotriz I II y III Electrónica automotriz I II y III Inyección electrónica I II y III Dibujo técnico I y II Chapería y soldadura

20 

 

CAPITULO II MARCO TEÓRICO

2.1 FUNCIONAMIEN FUNCIONAMIENTO TO DEL MOTOR El motor de combustión interna de gasolina fue desarrollado en un principio por  Nikolaus August Otto en 11876, 876, por lo que se denomina como motor Otto. Este motor se utilizó en motos, aviones, barcos y trenes y además sirvió como base para el motor diésel. Los motores a gasolina se caracterizan y diferencian de los diésel en que la ignición de la mezcla de aire y combustible se genera mediante una bujía y sus  prestaciones son mayores que el diésel. ( ARIAS PAZ, 2005)

Los motores Otto y los diésel tienen los mismos elementos principales, (bloque, cigüeñal, biela, pistón, culata, válvulas) y otros específicos de cada uno, como la  bomba inyectora de alta presión en los diésel, o antiguamente el carburador en los Otto.

Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en sí misma, a diferencia de la máquina de vapor.

El motor de explosión o motor de gasolina es un motor de combustión interna, pues el combustible explosiona dentro de las partes del motor: el cilindro cerrado por un embolo o pistón movible. Los motores de gasolina tuvieron en sus comienzos una importancia decisiva en los transportes, pues permitieron la invención del verdadero

21 

 

automóvil y del avión. A continuación se explica cómo funcionan paso a paso este tipo de motores.

El funcionamiento del motor de gasolina y diésel es idéntico, exceptuándose la fase de explosión o encendido en la cual el motor gasolina inflama la mezcla aire-combustible mediante una chispa y en el motor diésel el combustible se auto inflama al entrar en contacto con el aire a alta presión y temperatura.

El funcionamiento del motor a gasolina de cuatro tiempos se basa en la combustión de una mezcla de aire y combustible. En el tiempo de aspiración se s e aspira aire del exterior y se mezcla con gasolina en el carburador. Una vez que la cámara de combustión del cilindro se ha llenado con la mezcla de aire y combustible, en el tiempo de compresión esta se comprime alcanzando una relación de compresión media de 8:1. Poco antes de que el pistón alcance su posición máxima, al denominado punto muerto superior, la mezcla se inflama mediante una chispa de la bujía.

Durante la combustión se genera una enorme presión de combustión que empuja al  pistón hacia abajo. En esta fase es donde don de se produce el verdadero trabajo por po r lo que se denomina tiempo de trabajo. Con el posterior movimiento descendente del pistón los gases de escape son impulsados a través de la válvula de salida en dirección al escape. Justo después del tiempo de escape comienza el ciclo de nuevo.

Los motores de gasolina más recientes ya no poseen un carburador. La mezcla de aire y combustible se prepara mediante una inyección electrónica. La inyección electrónica es mucho más efectiva y reduce el consumo de combustible, pero aún más eficiente es la inyección directa de gasolina, en este caso la gasolina se inyecta directamente a la

22 

 

cámara de combustión a través de una tobera de inyección lo que aumenta enormemente el rendimiento de la combustión. ( ARIAS PAZ. 2005a) 

Fig.1: Fases del motor de combustión

Fuente:  www.ottocycle-thinglink.com Fuente:

2.1.1  Fases

del motor de cuatro tiempos

A continuación se analizan las distintas fases en el funcionamiento de un motor de gasolina o motor de explosión de cuatro tiempos, pues los motores de dos tiempos además de reducirse su fabricación para ciertos tipos de vehículos (motocicletas de baja 23 

 

cilindrada) no se consideran tan numerosos o utilizados como los de cuatro tiempos.(ARIAS PAZ, 2005b)  2.1.2  Fase

de admisión

La admisión es la primera fase del ciclo de cuatro tiempos, en esta es pistón baja por lo que la presión disminuye dentro del cilindro, a la vez la válvula de entrada es empujada hacia abajo por su correspondiente correspon diente leva del árbol de levas, por lo que se abr abree

24 

 

dejando entrar mezcla aire combustible en el caso de los motores de gasolina y solo aire en los diésel. Durante este proceso la válvula de salida permanece cerrada.

Fig. 2: Fase de admisión

Fuente: motorpasión.com

2.1.3  Fase

de compresión

Es la segunda fase del ciclo al descender al máximo el pistón en la primera fase se cierra la válvula de entrada y el émbolo comienza a subir por lo que se comprime la 25 

 

mezcla aire combustible y hace que suba la presión pres ión y la temperatura dentro del cilindro. En esta fase el cigüeñal da otro giro de 180º y completa la primera vuelta del ciclo. El árbol de levas gira otros 90º pero en esta fase no abe ninguna válvula. ( TEAM

TOYOTA,

2008)

26 

 

Fig.3: fase de compresión

Fuente: motorpasion.com

2.1.4  Fase

de explosión

La tercera fase se denomina explosión o encendido porque es el único momento en el que se genera trabajo y por lo tanto es el momento en el que se enciende el motor.

27 

 

Fig. 4: fase de explosión

Fuente: motorpasion.com 2.1.5  Fase

de escape

La última fase del ciclo consiste en la liberación de los gases producidos por la combustión de la mezcla aire combustible. El pistón sube y empuja los gases hacia afuera a través de la válvula de escape que permanece abierta durante la ascensión del  pistón, al llegar al punto más alto se cierra la válvula de escape y seguidamente se abre la de entrada para dejar paso al combustible iniciándose de nuevo el ciclo. 28 

 

Fig. 5: fase de escape

Fuente: motorpasion.com 2.2  SISTEMAS

DEL MOTOR 29 

 

2.2.1  Sistema

de alimentación

El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un depósito, una  bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible. Que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en las proporciones correctas para  poder ser quemado. Se llama carburador al dispositivo que hasta ahora venía siendo utilizado con este fin en los motores Otto. Ahora los sistemas de inyección de combustible lo han sustituido por completo por motivos medioambientales. Su mayor  precisión en la dosificación dos ificación de combustible in inyectado yectado reduce las emisiones de CO2, y aseguran una mezcla más estable. Partes

del

sistema

30 

de

alimentación

 

- Depósito de combustible - Bomba de combustible - Filtro de combustible - Carburador - Inyector - Tuberías de combustibles

Fig.6: sistema de alimentación del motor

Fuente: aficionadosporla aficionadosporlamecanica.com mecanica.com

2.2.2  Sistema

de distribución

31 

 

Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar las levas de un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal, estando el conjunto coordinado mediante la cadena o la correa de distribución. Ha habido otros diversos sistemas de distribución, entre ellos la distribución por camisa corredera. Partes

del

sistema

32 

de

distribución

 

- Válvula - Muelles - Guías de válvula - Asientos de válvulas - Árbol de levas - Taques - Varilla de empuje - Balancines - Transmisión por cadena - Transmisión por correa dentada - Piñón

Fig.7: sistema de distribución de un motor

33 

 

Fuente:  aficionadosporlamecanica.com Fuente:

34 

 

2.2.3  Sistema

de refrigeración

Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de algún tipo de sistema de refrigeración. Algunos motores estacionarios de automóviles y de aviones y los motores fueraborda se refrigeran con aire. Los cilindros de los motores que utilizan este sistema cuentan en el exterior con un conjunto de láminas de metal que emiten el calor producido dentro del cilindro. En otros motores se utiliza refrigeración por agua, lo que implica que los cilindros se encuentran dentro de una carcasa llena de agua que en los automóviles se hace circular mediante una bomba. El agua se refrigera al pasar por las láminas de un radiador. Es importante que el líquido que se usa para enfriar el motor no sea agua común y corriente porque los motores de combustión trabajan regularmente a temperaturas más altas que la temperatura de ebullición del agua. Esto provoca una alta presión en el sistema de enfriamiento dando lugar a fallas en los empaques y sellos de agua así como en el radiador; se usa un refrigerante, pues no hierve a la misma temperatura que el agua, sino a más alta temperatura, y que tampoco se congela a temperaturas muy bajas. Otra razón por la cual se debe usar un refrigerante es que éste no produce sarro ni sedimentos que se adhieran a las paredes del motor y del radiador formando una capa aislante que disminuirá la capacidad de enfriamiento del sistema. En los motores navales se utiliza agua del mar para la refrigeración. Partes del sistema de refrigeración - Cámaras o camisas de agua del motor - Bomba de agua - Sensor de temperatura - Mangueras - Ventilador - Termostato - Radiador 

35 

 

- Tapón de presión

Fig. 8: sistema de refrigeración

Fuente: aficionadosalamecanica.com 2.2.4 

Sistema de encendido

El circuito de encendido utilizado en los motores de gasolina, es el encargado de hacer saltar una chispa eléctrica en el interior de los cilindros, para provocar la combustión de la mezcla aire/combustible en el momento oportuno. 36 

 

El encendido del motor es un Sistema de producción y distribución, en el caso de más de un cilindro de la chispa de alta tensión necesaria necesar ia en la bija para producir el encendido  provocado en los motores de gasolina (ciclo Otto).

Los motores necesitan una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. En los motores Otto, el sistema de ignición consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un auto-transformador de alto voltaje al que está conectado un conmutador que interrumpe la corriente del primario para que se induzca un impulso eléctrico de alto voltaje en el secundario. Dicho impulso está

37 

 

sincronizado con la etapa de compresión de cada uno de los cilindros; el impulso se lleva al cilindro correspondiente (aquel que está comprimido en ese momento) utilizando un distribuidor rotativo y unos cables de grafito que dirigen la descarga de alto voltaje a la bujía. El dispositivo que produce la ignición es la bujía que, fijado en cada cilindro, dispone de dos electrodos separados unos milímetros, entre los cuales el impulso eléctrico produce una chispa, que inflama el combustible. ( TEAM TOYOTA)

Fig. 9: sistema de encendido

Fuente: aficionadosalamecánica.com 2.3  TIPOS

DE SISTEMAS DE ENCENDIDO 38 

 

2.3.1 Sistema de encendido convencional Este sistema es el más sencillo de los sistemas de encendido por bobina, en él se cumplen todas las funciones que se le piden a estos dispositivos.

-  Batería -  Bobina

de

39 

encendido

 

-  Condensador -  Distribuidor de encendido -  Variador de avance centrifugo -  Variador de avance de vacío -  Bujías

Fig. 10: sistema de encendido convencional

Fuente: aficionadosalamecanica.com

Bobinas de encendido 40 

 

También llamado transformador, su función es acumular la energía eléctrica de encendido que después se transmite de forma de impulso de alta tensión a través del distribuidor

a

las

41 

bujías.

 

Platino También llamado transformador, su función es acumular la energía eléctrica de encendido que después se transmite de forma de impulso de alta tensión a través del distribuidor a las bujías.

Fig. 11: Platino

Fuente: aficionadosalamecanica.com

Condensador Proporciona una interrupción exacta de la corriente de la bobina y además minimiza el salto de chispa entre los contactos del ruptor que lo inutilizarían en poco tiempo. 42 

 

Fig. 12: Condensador

Fuente: aficionadosalamecanica.com

Distribuidor de encendido

También llamado delco, distribuye la alta tensión de encendido a las bujías en un orden or den  predeterminado. El distribuidor o delco es accionado por el árbol ddee levas girando el mismo número de vueltas que este y la mitad que es cigüeñal. El distribuidor es un elemento del sistema de encendido de encendido eenn los motores los motores de  de ciclo  ciclo Otto (motores de  de  gasolina, et etanol anol y gas) que envía la corriente eléctrica de alto voltaje,  procedente de la bobina la  bobina de encendido, mediante un dedo o rotor giratorio en el orden 43 

 

requerido por el ciclo de encendido de cada uno de los  los   cilindros hasta las bujías las bujías de cada uno de ellos.

Esta corriente convertida en chispa al llegar al electrodo de la  bujía produce produce la combustión de la la mezcla que se encuentra comprimida dentro del del cilindro  cilindro al al final  final de la carrera de compresión, haciendo subir la presión en la cámara, empujando al

44 

 

 pistón, hacia fuera, produciendo un trabajo útil transmitido trans mitido a la biela y luego aall cigüeñal. Esta es la carrera de expansión o de explosión.

Fig. 13: Distribuidor de encendido

Fuente: aficinadosalamecanica.com

Variador de avance centrifugo

Regula automáticamente el momento de encendido en función de las revoluciones del motor.

45 

 

Variador de avance de vacío Regula automáticamente el momento de encendido en función de la carga del motor. Bujías.

46 

 

Contiene los electrodos que es donde salta la chispa cuando recibe la alta tensión, además la bujía sirve para hermetizar la cámara de combustión con el exterior. Las  bujías empleadas empleadas en los sistemas electrónicos en la may mayoría oría de los casos son las mismas que se utilizan para el encendido convencional, aunque en algunos casos su entrehierro es grande (.06011) previamente calibrado y en otros casos utilizan electrodo central de  platino o cobre.

Siempre es conveniente instalar las bujías que marca el fabricante en la calca de especificaciones, ya que si se instala una de distinto rango térmico puede dares el caso que el motor detone (cascabelee). Cuando las bujías con menos de 10.000 km tengan el electrodo central redondeado, es necesario cambiarlos por unas de rango térmico menor.

Fig. 14: bujías

47 

 

Fuente: mtaringa.net

48 

 

Funcionamiento

Cuando giramos la llave, que es el contacto se produce una potencia de tensión, lo cual se dirige a la bobina ella se alimenta de esa tensión convirtiéndose en un impulso de alta tensión, la cual se dirige a la bujía y corta o da paso p aso a la corriente eléctrica de llegar al distribuidor.

La bujía está conectada a la eje del distribuidor para tener los tiempos de salto de la chispa, cuando el distribuidor tiene la corriente eléctrica le envía a la bujía para que ella mande la chispa al cilindro y así la mezcla de combustible hace explosión.

2.3.2 Sistema de encendido eléctrico

El encendido convencional 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 s e llama (encendido con ayuda eléctrica) 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 mandar 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 de altas revoluciones mejora a cierto punto ya que llega un momento en que los contactos del ruptor rebotan provocando los consabidos fallos de

(GIACOSA,

encendido.

49 

s.f.)

 

Fig. 15: sistema de encendido electrónico

Fuente: mtaringa.net

2.3.3 Encendido electrónico sin contacto

Encendido electrónico sin contactos tiene una evolución importante del distribuidor delco vino provocada por la sustitución del “ruptor”, elemento mecánico por un

50 

 

“generador  de impulsos” que es un elemento electrónico, con este tipo de distribuidores se consiguió un sistema de encendido denominado: “Enc endido electrónico sin contactos.”

51 

 

Fig. 16: Encendido electrónico sin contacto

Fuente: mtaringa.net

2.3.4 Encendido eléctrico integrado

Encendido electrónico integral una vez más el distribuidor evoluciona a la vez que se  perfecciona el sistema de encendido como esta vez desaparecen los elementos de corrección del avance del punto de encendido (“regulador  centrifugo” y “regulador  de  de vacío”) 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 d e la bobina a cada una de las bujías.

52 

 

Fig. 17: sistema de encendido integral

Fuente: mtaringa.net

2.3.5 Encendido electrónico por descarga de condensador

Su funcionamiento se basa en cargar un condensador con energía eléctrica para luego descargarlo provocando en este momento la alta tensión que hace saltar la chispa en las  bujías este tipo de encendido se aplica en aquellos vehículos que funcionan a un alto número de revoluciones como coches de altas prestaciones o de competición, no es 53 

 

adecuado para los demás vehículos ya que tiene fallos de encendido a bajas revoluciones.

Dentro de la centralita electrónica tenemos una fuente de tensión continua capas de subir los 12V de batería a 400V. También hay un condensador que se cargara con la energía que le proporciona la fuente de tensión, para después descargarse a través de un tiristor sobre el primario del transformador que generara la alta tensión que llega a cada una de las bujías a través del distribuidor. Como se ve aquí el transformador de

54 

 

encendido no tiene la misma misión que la bobina de los sistemas de encendido mediante bobina, pues la energía no se acumula en el transformador, si no en el condensador. (BOSCH, [s.f.])

Fig. 18: Encendido eléctrico por descarga de condensador

Fuente: mtaringa.net

2.4 TIPOS DE BOBINAS:

55 

 

La bobina de encendido debe estar sincronizada a la perfección con el sistema de encendido correspondiente. Entre los parámetros necesarios se incluyen: La energía de la chispa que proporciona la bujía La corriente de la chispa en el momento de su descarga La duración de la combustión de la chispa en la bujía de encendido La tensión de encendido en todas las condiciones de funcionamiento El número de chispas en todas las velocidades

56 

 

Los motores de encendido por chispa con turbocompresor o inyección directa de combustible precisan energías de chispa superiores. La conexión de alta tensión entre la bobina y la bujía debe ser funcional y segura. Aquí es donde entra el toque de BERU, que incorpora cables de encendido de alta calidad con los contactos adecuados y conectores de bobina de encendido de alta tensión.

Fig. 19: tipos de bobinas

Fuente:  www.e-auto.com.mx Fuente: 57 

 

Las bobinas de encendido son transformadores capaces de proporcionar impulsos de alta tensión.

La finalidad de estos impulsos es generar una chispa (arco) entre los electrodos de las  bujías de encendido del motor de combustión, de intensidad y duración suficientes  para iniciar correctamente la combustión interna de la mezcla mez cla de aire y combustible.

58 

 

El principio de funcionamiento de las bobinas consiste en un arrollamiento primario que se controla desde el interruptor electrónico para llegar a la corriente requerida. En el instante de la interrupción de la corriente, se genera en la salida secundaria la alta tensión, típicamente comprendida entre 20 y 30 kV, lo que garantiza el disparo de la chispa.

Hay tipos de bobinas más o menos complejas, dependiendo de la evolución de los motores en el curso de los años.

Se puede determinar si la bobina funciona o esta averiada conociendo lo que necesita  para operar.

1.- Necesita voltaje de batería.

2.- Necesita una señal de ``apertura y cierre``. Para lograr esto se necesita un dispositivo de apertura y cierre.

-

El dispositivo de apertura y cierre puede ser: módulo de encendido, transistor de potencia, o también esta función puede ser ejecutada directamente por la ECM.

-

El dispositivo de apertura y cierre es responsable de ´´ abrir y cerrar`` el flujo de corriente eléctrica en el circuito primario de la bobina, es decir debe activar y desactivar la bobina.

-

La apertura y cierre se consigue interrumpiendo la conexión a tierra. 59 

 

-

La apertura y cierre es precisamente es lo que q ue produce ´´efectos internos’’ en

la bobina, tales como saturación, ´´contra voltaje`` y colapso que convierten los 12 voltios de la batería en peligrosas chispas capaces de viajar por encima de los 40.000 Voltios. -

Se necesita que el dispositivo de apertura y cierre tengan una señal de inicio.

-

La señal de inicio debe provenir de un dispositivo generador de señal de inicio.

-

La tarea del dispositivo generador de señales de inicio consiste en informarle al dispositivo de apertura y cierre, el momento exacto en el que este ultimo debe producir la señal de apertura y cierre.

-

Generalmente este dispositivo generador de señales de inicio lo identificamos como el sensor de posición de cigüeñal o del árbol de levas, los nombres varían según el fabricante y también la región del mundo en donde nos encontramos: captador magnético, sensor angular, sensor de velocidad del cigüeñal, sensor de captación del perfil de encendido, etc.

-

Este sensor produce pequeñas corrientes eléctricas que pueden ser de tipo analógico (alterna) o digitales (directa).

-

Si se cuenta con todo lo anterior la bobina debe exhibir CHISPA.

-

Todas las señales se pueden comprobar con instrumentos simples y económicos, (pero esto tiene marcadas limitaciones). 60 

 

-

El escáner no tiene ninguna aplicación para comprobar el estado de estos componentes.

-

El uso del osciloscopio automotriz permite obtener datos de diagnóstico en formato gráfico, sobre la conducta electrónica de la bobina.

Diferencia entre los tipos de bobina de encendido

Lo cierto es que no existen diferentes tipos de bobinas, técnica y electrónicamente, todas son iguales y son gobernadas por las mismas leyes de la física.

 No obstante, cuando las vemos en los motores, pareciera pa reciera que existe toda una gama de variedades. Son precisamente estos diseños y configuraciones, los que han causado tanta confusión y hasta algunos problemas de ejecución y diagnóstico, entre quienes comienzan a conocer las bobinas de encendido. Constructivamente si son diferentes, pero todas hacen el mismo trabajo: producir chispa.

-

Algunos conectores de bobinas de encendido tienen solamente 2 cables y otros saliendo 3 cables del conector.

-

Algunos otros tienen al módulo de control de encendido (o transistor de  potencia) conectado directamente sobre la bobina; algunos lo l o identifican como módulos integrados, porque forman parte del cuerpo de la bobina.

61 

 

Los principios básicos de funcionamiento de absolutamente de todas las bobinas, de cualquier marca, cualquier fabricante, cualquier vehículo, cualquier modelo, cualquier diseño, son aplicables para todas las aplicaciones en cualquier vehículo,  para que enseguida produzca la chispa que enciende la mezcla. (INTECAP, [2002])

2.4.1  Bobinas

de encendido tipo cartucho

Bobinas en baño de aceite. Es la tecnología más obsoleta. Facet ha decidido no fabricarlas ya que son muy contaminantes y ofrecen un rendimiento limitado, y en su lugar propone bobinas de generaciones más recientes. (INT: 5)

Fig. 20: bobinas de encendido tipo cartucho

62 

 

Fuente:  www.e-auto.com.mx Fuente:

63 

 

2.4.2 

Bobina de encendido con distribuidor electrónico .

Bobinas para distribución electromecánica. Se trata de bobinas simples y la alta tensión se distribuye a las bujías a través de cables especiales, desde un dispositivo giratorio montado en el distribuidor, dentro del casquete. (INT: 5)

Fig. 20: Distribuidor electrónico

64 

 

Fuente: legionlandrover.com

65 

 

2.4.3 

Bobina de encendido de chispa doble

Bobinas de chispa perdida. Este tipo de bobina se llama de chispa perdida, ya que, mientras que en el cilindro en fase de compresión existe la chispa normal de encendido, en el cilindro en fase de escape tiene lugar una chispa de pequeña intensidad.

Los sistemas de encendido que utilizan estas bobinas se llaman de distribución estática o sin distribuidor, porque gracias a ellos se eliminan el distribuidor, el casquete y los cables de alta tensión, por lo que el sistema de encendido resulta más fiable.

Los sistemas electrónicos de control de estas bobinas son más precisos y consiguen gestionar la intensidad de la corriente primaria mediante el control de la duración del impulso, de modo que la corriente alcance el valor establecido. (INT: 5)

Fig. 22: Bobina de encendido de chispa doble

66 

 

Fuente:  www.e-auto.com.mx Fuente:

67 

 

2.4.4  Bobina

de encendido tipo lápiz

Bobinas directas. Estas bobinas se montan en los sistemas de encendido totalmente electrónicos.

En estas bobinas, la salida negativa del circuito secundario está directamente conectada a una sola bujía, mientras que el otro extremo está conectado a tierra con una conexión a baja tensión, o bien al terminal positivo del circuito primario dentro de la bobina. Por lo tanto, tenemos una bobina para cada bujía. La potencia disipada por cada bobina directa dire cta es la mitad de la disipada por una bobin bobinaa de chispa perdida: esta ventaja es muy importante, ya que la temperatura de funcionamiento de las bobinas directas montadas sobre las bujías es mayor. Estas  bobinas pueden ser del tipo pencil, con arrollamientos axiales a la bujía que confieren la forma típica de lápiz, de tipo plug-top, en el que las bobinas se montan en un solo  bloque montado en la cabeza cab eza del motor, o bien encontrarse e ncontrarse bajo forma de agrupación de bobinas directas conectadas a las bujías a través de cables de alta tensión. Las  bobinas directas pueden estar equipadas con electrónica de control incorporada.

68 

 

Fig. 23: Bobinas de encendido de encendido tipo lápiz

Fuente:  www.e-auto.com.mx Fuente:

2.4.5  Regletas

de bobinas de encendido

Una regleta de bobinas de encendido (módulos de encendido) se compone de varias  bobinas de encend encendido, ido, en función del número de d e cilindros dispuestas dispu estas en una carcasa car casa común (regleta); sin embargo estas bobinas son independientes y funcionan como las  bobinas de encendido de chispa simple. La ventaja del diseño es que se utilizan menos cables de conexión, es suficiente con una conexión con exión de bujía compacta por otra parte la modularidad de la regleta de bobinas de encendido permite p ermite que todo el compartimiento del motor se más elegante y que tenga una disposición más clara. (INT: 5)

69 

 

Fig. 24: Regletas de bobinas de encendido

Fuente:  www.e-auto.com.mx Fuente:

2.4.6  Bobinas

tipo Cop (bobina sobre bujía)

Estas bobinas tienen una configuración diferente a las demás, ya que no disponen de cables de alta tensión. Van ubicadas arriba de cada bujía, con esto se simplifica la resistencia y se mejora la eficiencia del quemado.

70 

 

La configuración de este tipo de bobinas es de 2 pines de conexion en donde se tiene un embobinado primario y secundario alrededor de un núcleo de hierro.

La configuración eléctrica de este tipo de bobina permita un arreglo en el cual se cuenta con un positive de contacto una masa y una salida de alta tensión hacia la respectiva

bujía.

(BOOSTER,

71 

Beto

[s.f.])

 

Está formado por un grupo de bobinas individuales que en inyección electrónica se les considera como actuadores y están instalada directamente a la bujía. Este tipo de sistema dispone de una configuración muy diferente a las bobinas del sistema Chispa Perdida, su particularidad está en que no dispone de cables de alta tensión, ya que las bobinas van ubicadas justo arriba de cada bujía, con lo cual se simplifica la resistencia a la alta tensión de los cables y se mejora la eficiencia del quemado.

Fig. 25: Bobina de encendido tipo Cop

Fuente:  www.e-auto.com.mx Fuente:

72 

 

CAPITULO III MARCO PRÁCTICO 3.1 COMPONENTES ELECTRÓNICOS 3.1.1  Circuito

integrado (NE 555)

Se empleara como un componente primordial en el circuito, ya que simulara las  pulsaciones de la ECU del motor y las señales del sensor s ensor de posición del cigüeñal.

Para realizar las conexiones adecuadas debemos conocer las patillas o pines del CI 555

Patilla 1:(-)Negativo. En esta patilla siempre se conecta la masa o el negativo de la corriente. Patilla 2: Disparo. Esta patilla ara que se active o no la señal de salida de la patilla 3. Patilla 3: Es la salida. Lo que obtendremos a la salida dependerá de cómo conectemos el circuito integrado 555. Patilla 4: Reset. Esta patilla se conectara a VCC para evitar que el C.I. 555 se resetee. Patilla 5: controla el voltaje. Patilla 6: Umbral. Es una entrada a un comparador interno que tiene el C.I. 555 y se utiliza para poner salida a nivel bajo. Patilla 7: Descarga. Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. Patilla 8:(+) Positivo. Es el pin donde se conecta el voltaje o tensión de alimentación.

73 

 

Fig. 26: Circuito integrado NE 555

Fuente: Elaboración propia

3.1.2  Potenciómetro

Se usara un potenciómetro de 100 k para regular y controlar la simulación de las rpm del motor.

Fig. 27: Potenciómetro

74 

 

Fuente: Elaboración propia

75 

 

3.1.3  Resistencia

Es un elemento destinado a generar una oposición o restricción eléctrica en determinado circuito. La resistencia eléctrica de una sustancia a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrer un circuito. Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en buenos conductoras, conductoras o aislantes eléctricos.

Fig. 28: Resistencias

Fuente: Elaboración propia

3.1.4  Led

76

76 

 

Los leds nos ayudaran a visualizar el funcionamiento y las pulsaciones con la que trabajara el banco de pruebas para bobinas y módulos de encendido.

77 

 

Fig. 29: Leds

Fuente: Elaboración propia

3.1.5 Protoboard

Una placa de pruebas (en inglés: protoboard o breadboard) es un tablero con orificios que se encuentran conectados eléctricamente entre sí de manera interna, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para el armado y pruebas de circuitos electrónicos y sistemas similares. Está hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Uno de sus usos principales es la creación y

78 

 

comprobación de prototipos de circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito.

La

cual

se

empleara

para

realizar

respectivas

pruebas

del

circuito.

79 

 

Fig. 30: Protoboard

Fuente: Elaboración propia

3.1.6  Cables

para la conexión

Un cable puente para prototipos (o simplemente puente para prototipos), es un cable con un conector en cada punta (o a veces sin ellos), que se usa normalmente para interconectar entre si los componentes en una placa de pruebas se utilizan de forma general para transferir señales eléctricas de cualquier parte de la placa de prototipos a los pines de entrada y salida de un micro controlador.

80 

 

Fig. 31: Cables puente

Fuente: Elaboración propia

3.1.7  Condensador

Es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas  por un material dieléctrico.

Se empleara condensadores capaces de almacenar grandes cantidades de voltaje  provenientes

de

la

alimentación

de

energía.

81 

 

Fig. 32: Condensador

Fuente: Elaboración propia

3.1.8  Transistor

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que se utiliza como amplificador o conmutador electrónico. Es un componente compon ente clave en toda la electrónica moderna, donde es ampliamente utilizado formando parte de conmutadores de

82 

 

electrónicos, puertas lógicas, memoria de ordenadores y otros dispositivos. En el caso de circuitos analógicos los transistores son utilizados como amplificadores, osciladores y

generadores

de

ondas.

83 

 

Fig. 33: Transistor

Fuente: Elaboración propia

3.1.9  Diodo

Los diodos son componentes electrónicos que permiten el paso dela corriente en un sentido, pero lo impiden en el sentido contrario.

Los diodos rectificadores se encargaran de convertir la corriente alterna en corriente continua.

84 

 

Fig. 34: Diodos

Fuente: Elaboración propia

3.1.10  Placa

virgen (placa fenólica)

Es un fenoplástico resistente al calor y a los solventes desarrollado por la belga americano, llevan un baño de cobre en una o ambas caras, la función de cobre es conducir la electricidad.

Al momento de hacer un circuito impreso en la placa, el cobre de esta tendrá la forma de caminos los cuales interconectan los componentes que irán en la placa.

85 

 

Fig. 35: Placa virgen

Fuente: Elaboración propia

3.1.11  Perclorato

de ferro

El perclorato de ferro es un ácido corrosivo que es utilizado en el quemado de placas  para realizar circuitos impresos en la placa pudiendo así realizar todo tipo de circuitos electrónicos.

Fig. 36: Perclorato de ferro

86 

 

Fuente: Elaboración propia

87 

 

3.1.12  Pomada

para soldar circuitos

Un vez colocados los componentes con sus terminales ter minales sobre la pasta para proceder a la soldadura de los componentes electrónicos.

Fig. 37: Crema para soldar

Fuente: Elaboración propia

3.1.13  Estaño

para soldar circuitos electrónicos

88 

 

Se realizara uniones muy fiables y definitivas que permiten además sujetar los componentes en su posición y soportan bastante bien los golpes y las vibraciones asegurando

la

conexión

eléctrica

durante

un

tiempo

prolongado.

89 

 

Fig. 38: Estaño para soldar circuitos

Fuente: Elaboración propia

3.2 DISEÑO DEL DIAGRAMA DEL PROBADOR DE BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO Se realizó el diseño del diagrama del circuito del probador de bobinas y módulos de encendido en un programa como se observa en la siguiente imagen.

90 

 

Fig. 39: Diseño del diagrama del circuito

Fuente: Elaboración propia

3.3  DISEÑO DE LA PLACA DEL PROBADOR DE BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO Se realizó el diseño de la placa en un programa como se ven en la siguiente imagen.

Fig. 40: Diseño del diagrama del circuito

91 

 

Fuente: Elaboración propia

92 

 

3.3.1 Realización del circuito en protoboard Se realizó el circuito en proto para verificar el funcionamiento del circuito.

Fig. 41: Diseño del diagrama del circuito

Fuente: Elaboración propia

3.4 QUEMADO DE LA PLACA -  Limpiar la placa para eliminar todo tipo de suciedad.

93 

 

-  Dibujar el circuito con marcador indeleble, también se puede calcar el circuito.

-  con papel orgánico o vegetal. -  Una vez obtenido el circuito dibujado perforar una esquina o las cuatro esquinas con

un taladro.

94 

 

-  Colocar hilos a los cuatro lados perforados o solo a uno si fuera el caso, esto para

ver si el ácido corrosivo termino de corroer las partes no marcadas con el marcador indeleble. -  Quemar la placa por aproximadamente 20 minutos. -  Finalmente retirar la placa y estará lista para su uso.

3.5 ENSAMBLAJE DE LA CARCASA CON EL CIRCUITO DEL PROBADOR DE BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO. Como se observa en la foto se procede a la unión de los circuitos y partes del probador de bobinas, a la caja del probador de bobinas para luego realizar las pruebas de funcionalidad del probador de bobinas.

Fig. 42: Ensamblaje de la carcasa con el circuito.

95 

 

Fuente: Elaboración propia

96 

 

3.6 CONCLUSIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS PARA BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO. Se observa que el probador de bobinas y módulos se terminó de armar, y está  preparado para las pruebas prueb as correspondientes a distintas bobinas.

Fig. 43: Banco de pruebas para bobinas y módulos de encendido.

97 

 

Fuente: Elaboración propia

98 

 

Fig. 44: Conclusión del banco de pruebas para bobinas y módulos de encendido

Fuente: Elaboración propia

3.7  PRUEBAS DE FUNCIONALIDAD DEL BANCO DE PRUEBAS PARA

BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO.

99 

 

3.7.1  Prueba

en la bobina convencional (Tipo cartucho)

En la siguiente imagen se puede observar las pruebas correspondientes a la bobina de encendido convencional (Tipo cartucho).

10  

 

Fig. 45: Prueba de la chispa en una bobina convencional.

Fuente: Elaboración propia

10  

 

Fig. 46: Prueba de la chispa simulando las rpm del motor.

Fuente: Elaboración propia

10  

 

3.7.2  Prueba

en la bobina de chispa doble (Sistema DIS)

A continuación se puede observar la prueba de la chispa en una bobina de chispa doble con módulo de encendido incorporado.

Fig. 47: Prueba de la chispa en la bobina de chispa doble.

Fuente: Elaboración propia Fig. 48: Prueba de la chispa simulando las rpm del motor.

10  

 

Fuente: Elaboración propia

10  

 

3.7.3  Prueba

en la bobina tipo Cop (Bobina sobre bujía)

En la imagen se observa las pruebas de la chispa en una bobina tipo cop.

Fig. 49: Prueba de la chispa en una bobina tipo cop.

Fuente: Elaboración propia Fig. 50: Prueba de la chispa simulando las rpm del motor.

10  

 

Fuente: Elaboración propia

10  

 

3.8 CONEXIÓN DE LAS BOBINAS DE ENCENDIDO Para el uso del banco de pruebas se debe realizar un estudio a los diagramas de los diferentes tipos de bobinas y módulos de distintas marcas de vehículos que se  presentas en nuestro medio.

A continuación ilustraremos las conexiones de algunas bobinas.

3.8.1  Conexiones

del sistema de encendido Nissan (con distribuidor)

Fig. 51: Conexión del sistema d encendido Nissan.

123456 6  

10  

 

Fuente: Elaboración propia

1.- Base. 2.- Masa del transistor. 3.- Señal cmp. 4.- Señal ckp. 5.- Alimentación de 12v.

10  

 

6.- Masa para el generador.

3.8.2  Conexiones

del sistema del sistema DIS (Nissan)

Fig. 52: Conexión del sistema de encendido Nissan

10  

 

Fuente: Encendidoelectronico.com

En este sistema las bobinas de encendido tienen tres terminales, dos de los cuales corresponden al circuito primario (el 1 y el 2), mientras el terminal (3) corresponde al negativo del embobinado secundario, cuyo terminal positivo (4) descarga el alto voltaje sobre la bujía.

11  

 

3.8.3  Conexión

del sistema de encendido DIS (Mitsubishi)

Fig. 53: Conexión del sistema de encendido Mitsubishi

1 2 3 4

5 6 7 

Fuente: Elaboración propia

1.- OC 2.-Tiene una conexión al negativo de la bobina de encendido. 2.- IB 2.- Señal de 5v que emite la computadora.

11  

 

3.- GND.- Masa de los dos transistores. 4.- TAC.- TACOMETRO.

11  

 

3.8.4  Conexión

del sistema de encendido tipo COP (Toyota)

Fig. 54: Conexión del sistema de encendido tipo cop

11  

 

Fuente: Elaboración propia

1.- Masa o tierra. 2.- Señal de confirmación de salto de chispa. 3.- Señal de 5v que manda la ecu. 4.- Alimentación de 12v con contacto ign

11  

 

3.8.5  conexión

del sistema de encendido tipo DIS (Toyota)

Fig. 55: Conexión del sistema de encendido tipo DIS

Fuente: Elaboración propia

11  

 

1.-Masa o tierra. 2.- Señal de confirmación de salto de chispa. 3.- Señal de 5v que manda la ECU. 4.- Alimentación de 12v con contacto ign.

11  

 

3.9 SE REALIZARON LAS PRUEBAS DE FUNCIONALIDAD DEL PROBADOR DE BOBINAS Y MÓDULOS DE ENCENDIDO BAJO LAS SIGUIENTES CONEXIONES. Primer paso se procede a conectar a la bobina a sus pines correspondientes:

-  Positivo -   Negativo -  Señal de chispa o confirmación -  Tierra de bujía

3.10 CONEXIÓN DE LA BOBINA AL PROBADOR 3.10.1  Conectar

los cables de salida del probador a la bobina bajo las siguientes

conexiones:

-  Cable rojo: Conectar alimentación para la bobina de encendido -  Cable negro: Conectar el negativo de la bobina de encendido al

 probador de bobinas en su s u respectiva entrada -  Cable verde: Conectar señal de chispa al probador de bobinas. -  Cable Blanco: conexión a tierra para la emisión de la chispa.

11  

 

CAPITULO IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES 4.1 CONCLUSIONES

El proyecto concluye los siguientes puntos una vez realizando estos puntos.

- 

Es posible la realización del proyecto ya que cada uno de los componentes necesarios para la realización del mismo son de fácil acceso y alcance sencillo, ya que se los pueden obtener de cualquier tienda electrónica.

- 

Se concluye que el analisis de cada uno de los sistemas de encendido en los automoviles a gasolina presentan distintos circuitos de encendido según los manuales de cada fabricante.

- 

Con la elaboracion del circuito para el banco de pruebas para par a bobinas y modulos de encendido electronicos, se pudo verificar la funcionalidad en los diferentes tipos de bobinas que se presentan en nuestro parque automotor.

11  

 

4.2 RECOMENDACIONES

- 

Se recomienda tener un probador de bobinas electrónicas como un equipo de trabajo en un taller automotriz, ya que en el medio cada vez se incorporan más vehículos con bobinas y módulos de encendido.

- 

Se recomienda un estudio de cómo realizar r ealizar la medición del voltaje que mandan las

bobinas

modernas

por

encima

de

los

40.000

Voltios.

11  

 

ANEXOS Anexo I: Quemado de la placa

Fuente: Elaboración propia

Anexo II: Elaboración de la carcasa

Fuente: Elaboración propia

12  

 

Anexo III: Ensamblado del circuito

Fuente: Elaboración propia

Anexo IV: Vista interior del probador

Fuente: Elaboración propia

12  

 

Anexo V: Probador de bobinas con kilo voltímetro

Fuente: Elaboración propia

Anexo VI: Probador de bobinas bobi 22

Fuente:  www.mercadolibre.com Fuente: www.mercadolibre.com

12  

 

BIBLIOGRAFIA

(INT: 1) (RECUPERADO 14 DE SEPTIEMBRE DE 2017 del sitio web; http://espaciocoches.com/motor-de-explosion-de-4-tiempos/   http://espaciocoches.com/motor-de-explosion-de-4-tiempos/ 

(INT: 2) (RECUPERADO EL 14 DE SEPTIEMBRE DE 2017) del sitio web; https://www.slideshare.net/leonidaspailiacho/sistemas-del-motor-de-combustininterna-a-gasolina   interna-a-gasolina

(INT: 3) (RECUPERADO EL 2 DE OCTUBRE DE 2017) del sitio web; http://www.monografias.com/trabajos104/sistema-encendido/sistemaencendido.shtml   encendido.shtml

(INT:4) (RECUPERADO EL 2 DE OCTUBRE DE 2017) del sitio web; http://beru.federalmogul.com/sites/default/files/ti07_ignition_coils_es_2013.pdf  

(INT: 5) (RECUPERADO EL 2 DE OCTUBRE DE 2017) del sitio web; http://www.teamtoyotaglenmills.com/usedinventory/index.htm?redirectFromMissingVDP=true   inventory/index.htm?redirectFromMissingVDP=true

(INT: 6) (RECUPERADO EL 2 DE OCTUBRE DE 2017) del sitio web; https://www.casadellibro.com/libro-manual-deautomoviles/9788496437388/1101224

12  

 

BOSCH, ROBERT, 2005 SISTEMAS DE ENCENDIDO 1, RBLA/SLA, 2° EDICION, SAO PAULO, BRASIL

PEREZ MIGUEL ANGEL 2000, TECNOLOGIA DE LOS MOTORES, EDITORIAL, CIE 1° EDICION, LIMA PERU

GIACOSA, Dante, [1995] Motores Endotermicos, Editorial Hoelpi Científico Medica, Segunda Edición, Barcelona, España.

TEAM TOYOTA, [s.f .]  Manual de entrenamiento Sistema de Encendido, Toyota Service Training, Etapa 2, Volumen 3.

BOOSTER, Beto [s.f.] Secretos de Encendido Electrónico, NUK Publicaciones S.A. de C.V.

BOSCH, [s.f.] Sistemas de Inyección Electrónica, Bosch Innovación para toda la vida.

INTECAP, [2002]  Mantenimiento básico del automóvil, Instituto Técnico de Capacitación y Productividad INTECAP, Primera edición , Ciudad de Guatemala, Guatemala.

SALUEÑA, Javier; NAPOLES, Amelia, [2000] Tecnologías Mecánicas, UPS Ediciones, Edicions de la Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona, España

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