Cómo funcionan los sistemas de encendido por magneto: Principios clave y aplicaciones

El encendido por magneto es un tipo especial de sistema de encendido que proporciona una chispa en motores de encendido por chispa, como motores de gasolina. Se usa para obtener pulsos de alto voltaje para las bujías. El sistema ha existido por más de 100 años y aún se usa hoy en motores estacionarios y portátiles. Se emplea principalmente en aplicaciones donde el espacio para la batería externa está restringido.

Hoy conocerás la definición, funciones, aplicaciones, componentes, diagrama y funcionamiento del sistema de encendido por magneto. También conocerás las ventajas y desventajas que ofrece a los motores de encendido por chispa.

Definición del sistema de encendido por magneto

Un sistema de encendido por magneto o magneto de alta tensión es un sistema de encendido que usa magneto para crear alto voltaje para la generación de electricidad. La electricidad generada se usa luego para hacer funcionar vehículos y otros componentes eléctricos en el sistema.

El magneto es una combinación de un distribuidor y generador construido como una unidad, haciéndolo diferente del distribuidor convencional que crea energía de chispa sin voltaje externo. Hay una serie de imanes rotativos que rompen un campo eléctrico, causando una corriente eléctrica en los devanados primarios de la bobina. La carga de corriente se multiplicará cuando se transfiera a los devanados secundarios de la bobina. Esto es porque hay muchas más veces el número de devanados en el circuito secundario comparado con el del circuito primario, lo que causa la carga multiplicada del magneto para producir una chispa a un voltaje más alto que el creado en los devanados primarios.

En la mayoría de casos, el sistema de magneto puede producir voltaje tan alto como 20,000, lo que resulta en una chispa muy caliente que un distribuidor convencional puede producir.

La función de un sistema de magneto es usar un magneto para proporcionar corriente para el sistema de encendido que alimenta la bujía que luego enciende la mezcla de combustible-aire en la cámara de combustión. Otra función del sistema de magneto es realizada por la bujía ya que el calor puede disiparse a través del sistema. El sistema también causa que la ionización sea medida en los cilindros.

Aplicación del sistema de encendido por magneto

A continuación se muestra la aplicación del encendido por magneto en varios aspectos ya que genera la electricidad necesaria para el encendido:

• El sistema se usa en vehículos de dos ruedas (motores SI).
• Al igual que la batería se usa para generar energía en el sistema de encendido por batería, el magneto se usa para la generación de electricidad.
• Finalmente, el sistema de encendido por magneto es ampliamente usado en aplicaciones como tractores, motores fuera de borda, lavadoras, motores marinos, unidades de potencia y motores de gas natural.

Componentes del sistema de encendido por magneto

A continuación se muestran los componentes funcionales que ayudan al funcionamiento del sistema de encendido por magneto en diversas aplicaciones:

Magneto:

El magneto es la fuente de generación de energía en el sistema de encendido por magneto. Es típicamente un pequeño generador que trabaja en electricidad ya que produce un voltaje cuando es rotado por el motor. Esto quiere decir, cuanto mayor la rotación, mayor el voltaje producido por el sistema. El sistema no tiene fuente externa de energía y no necesita una para iniciarlo, el magneto en sí es una fuente para generar energía. El devanado en el sistema es de dos tipos que incluyen: devanado primario y devanado secundario.

Dependiendo de la rotación del motor, el magneto es de tres tipos:

• Tipo de imán rotativo
• Tipo de inducido rotativo
• Tipo de inductor polar

La diferencia entre los tres es solo su fuente de rotación. En el tipo de imán, el inducido está estacionario mientras los imanes rotan alrededor del inducido. Mientras que en el tipo de inducido, el inducido rota entre el imán estacionario. Finalmente, en el tipo de inductor polar, tanto el imán como los devanados permanecen estacionarios, pero el voltaje se genera cuando el campo de flujo se invierte. Esto se logra con la ayuda de proyecciones polares de hierro suave que se conocen como inductores.

Distribuidor:

Los componentes del distribuidor usados en el sistema de encendido por magneto también pueden encontrarse en el motor de múltiples cilindros. Estos motores de múltiples cilindros se usan para la regulación de la chispa en la secuencia correcta en la bujía. Causa que el impulso de la ignición se distribuya uniformemente entre las bujías.

Los distribuidores son de dos tipos que incluyen:

• Tipo de hueco (Gap type), y
• Tipo de distribuidor de cepillo de carbón (Carbon brush type distributor).

En los distribuidores de tipo hueco, el electrodo del brazo del rotor está cerca de la tapa del distribuidor pero no en contacto. Esto elimina la ocurrencia de desgaste en el electrodo. Mientras que en el tipo de cepillo de carbón, el brazo del rotor desliza sobre el segmento metálico que lleva el cepillo de carbón colocado dentro de la tapa del distribuidor o material aislante moldeado. Con esto, se crea una conexión eléctrica con la bujía.

Bujía (Spark plug):

La bujía es un dispositivo que es alimentado por el sistema de encendido para encender la mezcla de combustible-aire en el cilindro. Tiene dos electrodos que están separados entre sí, lo que permite que un alto voltaje fluya a través de ellos. Estos electrodos están hechos de carcasa de acero y un aislante. El electrodo central está unido al suministro de la bobina de encendido y una carcasa de acero exterior. Está a tierra aislándolos.

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Condensador (Capacitor):

Un condensador es también un componente en el sistema de encendido por magneto. Es como el condensador eléctrico convencional con dos placas metálicas separadas por un material aislante con una distancia. El aire es comúnmente usado como material aislante en este sistema, pero para alcanzar un requisito técnico particular, se emplea un material aislante de alta calidad. La función de este condensador es almacenar carga.

Leva (Cam):

La leva está unida al imán norte y sur.

Interruptor de contacto (Contact breaker):

Este interruptor de contacto es regulado por la leva, que permite que la corriente fluya a través del condensador y lo carga cuando el interruptor está abierto.

Interruptor de encendido (Ignition switch):

El interruptor de encendido ayuda a iniciar y apagar el sistema de encendido del vehículo. Controla y establece el paralelo del condensador porque ayuda a prevenir daño de demasiado aire.

Diagrama del sistema de encendido por magneto:

[Diagrama no disponible en el texto original]

Principio de funcionamiento

El funcionamiento de un sistema de encendido por magneto es menos complejo y puede entenderse fácilmente. Su funcionamiento comienza cuando el motor del sistema empieza a funcionar, lo que entonces rota el magneto. El magneto entonces crea energía de alto voltaje. El extremo del magneto está conectado a tierra en un extremo a través de un interruptor de contacto y el condensador está unido a él en paralelo. La leva ayuda a regular el interruptor de contacto y el flujo de corriente a través del condensador y lo carga cuando el interruptor está abierto.

Con eso, el condensador actúa como cargador ya que el flujo de corriente primario se reduce, y luego reduce el campo magnético general creado en el sistema. Esto aumenta el voltaje en el condensador, que actúa como una FEM, produciendo así la chispa. Esto se logra con la ayuda del distribuidor.

Cuando la velocidad del motor es baja en la etapa de arranque, el voltaje generado por el magneto también es bajo. Pero tan pronto como la velocidad de rotación del motor aumenta, el voltaje generado también aumenta. Si esto ocurre, el flujo de corriente también aumenta.

Mira el video sobre el funcionamiento del sistema de encendido por magneto:

[Video no disponible en el texto original]

Ventajas y desventajas del sistema de encendido por magneto

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios del sistema de encendido por magneto en sus diversas aplicaciones:

• Se requiere menos mantenimiento comparado con el sistema de encendido por batería.
• Menor coste ya que no se usa batería.
• Funcionamiento eficiente debido a chispa de alta intensidad.
• El circuito eléctrico es generado por el magneto.
• Ocupa menos espacio.
• Dado que no se usa batería, no hay problemas con descarga de batería o error de batería.

Desventajas:

A pesar de las buenas ventajas del sistema de encendido por magneto, algunas limitaciones aún ocurren. A continuación se muestran las desventajas del sistema en diversas aplicaciones:

• Mala calidad de chispa debido a baja velocidad al primer arranque.
• Puede ocurrir fallo de encendido debido a fugas. Esto es porque la variación de voltaje en el cableado puede ocurrir.
• El sistema es más caro comparado con otros tipos de sistemas de encendido.

En conclusión, un sistema de encendido por magneto es un gran desarrollo en motores de encendido por chispa y otros equipos de combustión interna. Hemos mirado en profundidad la definición, función y el componente del sistema de encendido. También cubrimos su funcionamiento, así como sus ventajas y desventajas donde dijimos que requiere menos mantenimiento y no se emplea batería. También vimos que proporciona mala calidad de chispa al primer arranque debido a la baja velocidad que experimenta.

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