Sistema de Encendido DIS, Cómo Funciona Y Componentes

El Sistema de Encendido DIS significa “Sistema de Encendido sin Distribuidor” (Distributerless Ignition System) y por lo tanto se describe como un sistema en donde no existe el distribuidor rotativo.

Los avances en el área de encendido del coche, desde el encendido por bobina convencional (CI) y el encendido por transistor (TI), hasta el encendido electrónico (EI) y el encendido completamente electrónico (FI) se han producido desde 1982.

Si bien la distribución de alto voltaje sigue siendo mecánica para EI, es puramente electrónico en FI. Por lo tanto, este último no contiene partes susceptibles de desgaste. El avance de la chispa ocurre electrónicamente, teniendo en cuenta diferentes variables como la velocidad del motor.

Con los componentes de este equipo configurados, se pueden investigar los conceptos básicos del encendido DIS.

Sistema de Encendido DIS

Un sistema de encendido sin distribuidor reemplaza los sistemas tradicionales de encendido con distribuidor. La principal ventaja de este tipo de sistema de encendido sobre un sistema de distribuidor, es que permite un tiempo de “permanencia” de la bobina más largo, lo que aumenta el voltaje y crea una chispa más caliente.

El voltaje más alto y la chispa más caliente ayudan a encender las mezclas de combustible más magras que se usan en los motores de bajas emisiones.

El encendido sin distribuidor tiene todas las características de los sistemas de encendido programado pero, mediante el uso de un tipo especial de bobina de encendido, sale a las bujías sin necesidad de un distribuidor HT.

El sistema generalmente solo se usa en motores de cuatro cilindros, ya que el sistema de control se vuelve demasiado complejo para números más altos de cilindros. El principio básico es el de la "chispa perdida".

La distribución de la chispa se logra mediante el uso de bobinas de doble extremo, que son disparadas alternativamente por la ECU. La sincronización se determina a partir del sensor de posición y velocidad del cigüeñal, así como de la carga y otras correcciones.

Cuando se enciende una de las bobinas, se envía una chispa a dos cilindros del motor, ya sea 1 y 4, o 2 y 3. La chispa entregada al cilindro en la carrera de compresión encenderá la mezcla con normalidad. La chispa producida en el otro cilindro no tendrá efecto.

Debido a la baja compresión y los gases de escape en el cilindro donde ocurre la “chispa perdida”, el voltaje utilizado para que la chispa “salte” el espacio es de solo 3 kV. Esto es similar al voltaje de un rotor de distribuidor rotativo. Por lo tanto, la chispa producida en el cilindro de compresión no se ve afectada.

Un punto interesante aquí es que la chispa en uno de los cilindros saltará del electrodo de tierra al centro de la bujía. Hace muchos años esto no habría sido aceptable ya que la calidad de la chispa al saltar de esta manera no habría sido tan buena como cuando salta desde el electrodo central.

Sin embargo, la energía disponible en los sistemas modernos de energía constante producirá una chispa de calidad adecuada en cualquier dirección.

Cómo Funciona un Sistema de Encendido DIS

Te lo explicaremos con un sistema de encendido DIS para un motor de cuatro cilindros, que es el más común del mercado.

Hay dos bobinas de encendido, una para los cilindros 1 y 4, y otra para los cilindros 2 y 3. Se produce una chispa cada vez que un par de cilindros alcanza el punto de encendido que está cerca del punto muerto superior (TDC).

Esto significa que se produce una chispa en la carrera de escape, así como en la carrera de potencia. Por esta razón, este tipo de sistema de encendido a veces se conoce como sistema de “chispa perdida”.

El módulo de encendido recibe los datos de rotación del árbol de levas del sensor de posición del árbol de levas. Al igual que en un sistema de distribución, los datos de posición del árbol de levas se utilizan para calcular cuándo desconectar la energía a la bobina de encendido.

Cuando se alimenta la bobina de encendido, crea un fuerte campo magnético. Cuando se corta la energía, el campo magnético colapsa, creando un alto voltaje que fluye hacia la bujía y salta el espacio para crear la ignición.

En un sistema de encendido por distribuidor tradicional, una sola bobina de encendido genera el campo magnético y la chispa. La duración de la bobina en el tiempo se denomina permanencia. Dado que la bobina debe servir a todos los cilindros, el tiempo de permanencia es corto, especialmente a mayores RPM.

Dado que un sistema DIS utiliza múltiples bobinas de encendido, cada bobina puede permanecer encendida durante períodos más largos. El tiempo de permanencia más largo crea un campo magnético más poderoso, que a su vez, proporciona un voltaje más alto y una chispa más caliente.

Una vez que se corta la energía a una bobina DIS, el campo colapsa y la chispa salta desde el electrodo central de la bujía al electrodo lateral en el cilindro de encendido, provocando la explosión de la mezcla de combustible.

La ruta eléctrica de retorno es a través de la bujía en el cilindro socio donde la chispa salta desde el electrodo lateral al electrodo central, a través de la torre de bujías del cilindro socio y de regreso a la bobina de encendido. La chispa que se produce en el cilindro asociado se denomina “chispa de desperdicio” o “chispa perdida”, ya que no enciende ningún combustible.

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Componentes del Sistema de Encendido DIS

El sistema de encendido directo (DIS) consta de tres componentes principales:

• El módulo electrónico.
• Los sensores del sistema de encendido.
• La bobina DIS.

En muchos sistemas, un sensor MAP está integrado en el módulo, aunque no es la regla.

El módulo electrónico

Las computadoras más recientes a bordo del coche, son capaces de monitorear todas las variables externas y del motor, como las RPM y la temperatura del motor, la presión, la tasa de flujo de aire, la temperatura del aire, la apertura del acelerador, el oxígeno de los gases de escape, el engranaje de transmisión, la velocidad del vehículo, el voltaje del sistema y si el motor está golpeando.

La computadora avanza o retarda la sincronización para que coincida exactamente con las necesidades del motor y el vehículo. No hay mecanismos de avance por vacío o centrífugos en los sistemas de encendido computarizados.

En algunos sistemas, la computadora contiene el módulo de encendido y controla la bobina directamente. En otros sistemas, el módulo de control de encendido está separado e interactúa con la computadora de control del motor.

En cualquier caso, la cantidad de avance lo establece el módulo electrónico y no se puede ajustar.

Sensores del sistema de encendido DIS

Hay dos sensores en el sistema: uno de estos sensores registran la velocidad del motor y el otro es el gatillo para el encendido. Ambos se basan en el principio de reticencia variable para su funcionamiento.

Un método alternativo para indicar la posición del PMS, es utilizar un anillo dentado, unido al volante, al que le falta un diente en las posiciones del PMS.

Con este tipo de sensor, la posición del TDC está marcada por la ausencia de un pulso eléctrico. Este también es un sensor de reticencia variable. Los otros dientes del anillo reluctor, que a menudo están espaciados a intervalos de 10 10, se utilizan para proporcionar pulsos para la detección de la velocidad del motor.

El sensor de posición del cigüeñal tiene un funcionamiento similar al descrito en la sección anterior. De nuevo es un sensor de desgana y se coloca contra la parte delantera del volante o contra una rueda reluctora justo detrás de la polea delantera del cigüeñal.

El patrón de dientes consta de 35 dientes. Estos están espaciados a intervalos de 10 grados con un espacio donde estaría el diente 36. El diente faltante se coloca a 90° BTDC para los cilindros números 1 y 4.

Esta posición de referencia se coloca un número fijo de grados antes del TDC, para permitir que la sincronización o el punto de encendido se calculen como un ángulo fijo después de la marca de referencia.

El devanado de baja tensión se alimenta con voltaje de batería a un terminal central. La mitad apropiada del devanado se conecta a tierra en el módulo. Los devanados de alta tensión están separados y son específicos de los cilindros 1 y 4, o 2 y 3.

La bobina DIS

Los sistemas de encendido DIS utilizan una bobina de encendido por cada dos cilindros. La bobina de encendido puede diseñarse como una unidad separada, llamada paquete de bobinas o puede construirse como varias bobinas de encendido integradas en una sola unidad.

Cuando se configura con bobinas individuales, una reparación puede ser tan simple como reemplazar solo el paquete de bobinas defectuoso. Sin embargo, cuando se configura como una sola unidad de encendido, la falla de una bobina en el paquete requiere el reemplazo de toda la unidad.

Importancia de la Sincronización en el Sistema de Encendido DIS

Los vehículos actuales usan motores de combustión interna de cuatro tiempos, lo que significa que cada ciclo completo del motor requiere que el pistón viaje hacia la parte superior e inferior de la cámara de combustión dos veces.

La bujía solo debe disparar cerca de la parte superior de la carrera de potencia. La sincronización precisa de las bujías proporciona una entrega de potencia suave, evita daños al motor y garantiza la eficiencia del combustible.

Si tu bujía se enciende demasiado pronto, cualquier combustible que quede en la cámara de combustión puede detonar espontáneamente a medida que el pistón lo comprime.

La detonación puede causar graves daños internos, por lo que muchos vehículos modernos incluyen sensores de detonación para detectar esta condición. Las bujías que se encienden demasiado tarde agotarán la potencia de cada golpe, y el encendido temprano también puede hacer que el motor funcione con dificultad o vacile.

Desafortunadamente, la sincronización del motor no es un problema con una solución única para todos. La cantidad ideal de avance de la sincronización variará según la carga del motor, la temperatura y otros factores. Los sistemas de encendido modernos utilizan datos recopilados de los sensores del motor y la entrada del acelerador para elegir cuándo encender cada bujía.

Los signos de falla

Los problemas de tiempo en los sistemas de estilo antiguo a menudo pueden resultar en problemas pronunciados (y a veces catastróficos) con la capacidad de conducción. Las unidades de control del motor (ECU) modernas pueden adaptarse mejor a las fallas de los componentes individuales, adelantando o retardando la sincronización para evitar daños al motor.

Aunque esto ayuda a salvar los componentes internos del motor, no significa que el rendimiento de tu automóvil no se vea afectado.

Los problemas de sincronización del motor generalmente se manifestarán como una mala aceleración, sacudidas o vacilaciones repentinas cuando está bajo carga y una reducción del consumo de combustible.

Los síntomas específicos que experimentes no serán necesariamente el resultado de un componente defectuoso, sino que la ECU elige un régimen de tiempo conservador para evitar daños. Como resultado, rastrear la causa subyacente no siempre es sencillo.

En muchos casos, los problemas de sincronización ocurren debido a que un sensor informa datos incorrectos. Tu ECU se basa en una variedad de sensores para conocer la velocidad exacta y la posición de los componentes críticos del motor.

Sin estos datos, la computadora no puede tomar decisiones de tiempo adecuadas. Incluso algo aparentemente no relacionado como el sensor de flujo de aire masivo, puede resultar en problemas de sincronización de encendido.

Diagnóstico del Sistema de Encendido DIS

La necesidad de lograr una chispa gruesa, de alto voltaje y de larga duración a través de un espacio ultra ancho de chispa ha superado la capacidad de una bobina convencional para suministrar la energía necesaria, especialmente cuando su salida debe dividirse entre cuatro, seis u ocho cilindros.

Una bobina de encendido es esencialmente un transformador que convierte la señal de 12 voltios del amplificador de encendido a los 20.000 a 30.000 voltios necesarios para formar un arco a través del enchufe.

Tradicionalmente, se generaba un pulso de alto voltaje para disparar cada bujía cuando su cilindro llegaba al comienzo de la carrera de combustión (potencia). Un rotor mecánico dentro del distribuidor conmutaba el alto voltaje a los enchufes individuales a través de los cables del enchufe.

Pero ya esto pasó al olvido, el sistema de encendido DIS elimina por completo la necesidad del distribuidor rotativo, y no necesita partes mecánicas para realizar su trabajo. Todo es controlado electrónicamente.

El sistema DIS es muy confiable debido a la falta de partes móviles. Se pueden experimentar algunos problemas al intentar examinar los patrones del osciloscopio HT debido a la falta de un cable principal. Esto a menudo se puede solucionar con un adaptador especial, pero aún es necesario mover el clip de detección a cada cable por turno.

La bobina DIS se puede probar con un ohmímetro. La resistencia de cada devanado primario debe ser de 0,5 ohmios y los devanados secundarios entre 11.000 y 16.000 ohmios.

La bobina producirá más de 37 kV en una condición de circuito abierto. Los cables del enchufe tienen clips de retención integrales para evitar la entrada de agua y los problemas de vibración.

No es posible realizar ajustes de servicio con este sistema, con la excepción del ajuste de octanaje en algunos modelos. Esto implica conectar dos pines juntos en el módulo para el funcionamiento normal, o conectar a tierra un pin o el otro para cambiar a un combustible diferente.

El procedimiento real debe comprobarse con el fabricante para cada modelo en particular.

Diagnóstico de bujías

El test de las bujías es una buena forma de evaluar el estado del motor y los sistemas asociados.

Las bujías debes inspeccionarlas de forma visual, revisar el estado de los electrodos, tanto del central como del lateral. También debes verificar la separación existente entre los electrodos.

Cuando la bujía tiene depósitos negros sobre el electrodo central y el aislante en particular, es probable que este motor funcionara con demasiada potencia, o en un vehículo más antiguo, el estrangulador se usó en exceso. Sin embargo, las incrustaciones de carbono también pueden deberse a:

• Chispa de mala calidad debido a un fallo de encendido.
• Espacio de enchufe incorrecto.
• Tiempo excesivamente retrasado.
• Pérdida de compresión del cilindro.
• Conducción prolongada a baja velocidad.
• Se ha colocado una bujía incorrecta.

Una bujía que se daña en su aislante, se debe a un sobrecalentamiento o daño por impacto. Es muy raro ver este tipo de fallas, pero se pueden presentar. El sobrecalentamiento es una de las peores fallas para tu motor, ya que afecta muchos componentes, y la reparación es costosa.

Uso del probador de chispa

¿Qué cilindro no está disparando? Puedes sacar todas las bujías y ver cuál está fría y mojada con combustible, pero eso implica trabajo. Aquí tienes el truco de un viejo mecánico.

Deja que el motor se enfríe a temperatura ambiente. Luego enciende durante 1 minuto, no más. Esto debería calentar el colector de escape al tacto, excepto cerca del cilindro que está fallando, que estará perceptiblemente más frío.

Ahora es el momento de quitar esta bujía y usar un probador de chispa para confirmar que no hay chispa. Este dispositivo económico es simplemente una bujía falsa con un espacio de chispa visible. Enchufa el cable del cilindro sospechoso en el probador, sujétalo a algo cercano a tierra y deja el motor en ralentí para buscar chispa.

¡ADVERTENCIA! No jales el cable de la bujía para soltarla y mantenlo cerca de la cabeza para buscar chispa. Los mecánicos tradicionales aprendieron a hacer esto con los sistemas de bajo voltaje.

Si el espacio entre el cable del enchufe y la cabeza es demasiado grande, la corriente encontrará una conexión a tierra a través de tu mano y brazo hasta algún metal del automóvil, y te ocurrirá un accidente.

Uso del escáner

Una forma alternativa y más segura de encontrar el enchufe defectuoso es con una herramienta de escaneo, que te dirá qué cilindro o cilindros no están disparando.

La herramienta de escaneo también puede indicarte si tienes un fallo de encendido causado por un inyector defectuoso o una chispa defectuosa. El módulo de control del motor, o ECM, puede monitorear la corriente a cada bobina y cada inyector, y establecerá un código de error si uno está fuera de rango.

Necesitará una herramienta de escaneo para verificar esto.

Si tienes bobinas individuales y un cilindro no se enciende (un hecho que has confirmado con el probador de chispa), intenta cambiar esa bobina por una de un cilindro que se enciende normalmente.

Si la falla permanece con la bobina, has encontrado el problema y puedes simplemente reemplazar la bobina defectuosa. Si la falla de encendido permanece en ese cilindro, tienes otros problemas, probablemente una mala compresión debido a una válvula quemada o doblada, una junta de culata defectuosa o anillos defectuosos.

Y, un problema mecánico probablemente no afectará a dos cilindros que no sean adyacentes.

Si tienes paquetes de bobinas que disparan dos cilindros de una sola bobina y ninguno de esos cilindros se quema, es probable que la bobina esté dañada. Es simple cambiar las bobinas de una posición a otra para ver si el fallo de encendido se mantiene. Si solo un cilindro de una bobina no tiene chispa, el problema probablemente esté en el cable de la bujía o en una bujía.

Uso del ohmímetro

¿Tiene un fallo de encendido intermitente? Digamos, ¿solo en configuraciones de aceleración alta o en ralentí? Tal vez una de las bobinas aún esté funcionando, pero tiene un cortocircuito interno que conecta a tierra parte de los devanados internos de la bobina y reduce el voltaje de salida.

Una cosa que puedes verificar con un simple ohmímetro, es la resistencia interna de los devanados primario y secundario en las bobinas individuales. Los valores exactos estarán en el manual de tu coche. Sigue el cableado en el arnés hasta las bobinas para ayudar a determinar qué pines medir.

Las bobinas individuales montadas directamente en cada enchufe son fáciles de verificar. Los devanados secundarios tendrán una resistencia de varios miles de ohmios.

Consejo de Seguridad

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Los sensores del cigüeñal y del árbol de levas generalmente se encuentran alrededor de la parte delantera del motor cerca de las correas y otras partes móviles. Siempre retira la llave del interruptor de encendido antes de trabajar alrededor de las partes móviles del motor.

Incluso, se aconseja desconectar la batería, si es posible.

Debido a la importancia de la sincronización adecuada del motor y la dificultad para diagnosticar problemas, siempre debes confiar en un profesional para manejar estos problemas.

Los técnicos especialistas tienen la experiencia y saben cómo lidiar con las complejidades de los sistemas de sincronización de encendido modernos. Esa es nuestra recomendación, acércate al taller de tu confianza si sientes que tu encendido está fallando.