Orden de encendido del motor

La secuencia de encendido es el orden en que los cilindros del motor de combustión interna de un vehículo realizan el proceso de explosión para garantizar una combustión adecuada. Para conseguir un orden de encendido óptimo, el cigüeñal debe absorber la potencia de la forma más uniforme posible.

El orden de encendido es un parámetro que puede variar en función del número de cilindros del motor del vehículo o de la posición de los mismos. Además, la secuencia de encendido de los cilindros en el motor de combustión interna de un coche es muy importante para evitar una combustión diferente en los cilindros vecinos o incluso la interferencia entre las etapas de admisión y escape de las cámaras de combustión.

Esta secuencia de encendido está vinculada a la combustión y, por tanto, a la energía necesaria para propulsar el vehículo. Los cilindros del motor están enumerados y, por lo general, el cilindro más alejado del volante de masa se llama cilindro nº 1. Para realizar ciertas operaciones de mantenimiento, es necesario conocer la secuencia exacta de encendido del motor. Por esta razón, muchos fabricantes indican este orden en los colectores de admisión o en los manuales de servicio.

Conocer el orden de encendido del motor permite a los mecánicos realizar importantes operaciones de mantenimiento, como calibrar las válvulas individuales, diagnosticar el motor comprobando si hay fugas en los cilindros, cambiar la duración de la chispa que provoca la combustión o sustituir los tapones del distribuidor o determinados cables de bujías.

¿Qué es el orden de encendido?

La secuencia de encendido, también conocida como secuencia de explosión, es el orden en que se producen los procesos de combustión en los cilindros de los motores de combustión interna de varios cilindros.

El encendido de un motor tiene lugar a través de la combustión de la gasolina mediante una chispa producida en la bujía. En un motor diésel, esto ocurre a través de la inyección de combustible. Al construir o reparar un motor, debe elegirse la secuencia de encendido correcta para lograr un funcionamiento sincronizado del motor.  Esto no sólo reduce las vibraciones producidas durante el funcionamiento, sino que también garantiza un funcionamiento más suave, menos fatiga del metal, mayor comodidad y una vida útil más larga del motor.

Orden de encendido según los cilindros del motor

El orden de las fases útiles en los distintos cilindros de un motor multicilíndrico. En un motor alternativo de cilindrada positiva, el par motor es irregular: en la fase de expansión es positivo y en el resto de la revolución, es decir, media revolución para un motor de 3 tiempos y una revolución y media para un motor de 4 tiempos, es negativo. Para compensar esta irregularidad, es necesario distribuir uniformemente los encendidos individuales, de modo que las fases útiles estén a la misma distancia unas de otras. Esta condición se da cuando el ángulo de giro del motor entre encendidos sucesivos es: donde n es el número de cilindros.

Sin embargo, en la práctica, especialmente en los motores de alta velocidad, la elección de la secuencia de encendido depende, y a veces prevalece, de las consideraciones de diseño, es decir, de la disposición de los cilindros (en línea, en V, opuestos, en estrella), de la forma del cigüeñal, de la forma y posición de las lumbreras de admisión y escape y, sobre todo, de los problemas de equilibrio de las fuerzas de fricción y de los pares correspondientes. Por lo tanto, por regla general, el equilibrado de fases sólo tiene lugar cuando se han cumplido todas las condiciones importantes para un funcionamiento suave. Esto es especialmente cierto en los motores de cuatro tiempos, que siempre permiten al menos dos encendidos en las mismas condiciones.

En el caso de un motor de cuatro cilindros en línea, se puede utilizar una secuencia de encendido 1-2-4-3 además de la secuencia de encendido 1-3-4-2, pero las secuencias de encendido 1-2-3-4 y 1-4-3-2 no son compatibles con el equilibrado.

El número de secuencias de encendido posibles aumenta con el número de cilindros. El reto consiste en encontrar una secuencia de arranque que evite dos encendidos consecutivos de cilindros adyacentes en la misma biela, que de otro modo se sobrecargaría. Esto significa que hay que reducir la amplitud de las vibraciones torsionales del cigüeñal. En un motor de 6 cilindros en línea, el equilibrado está efectivamente garantizado por una secuencia de encendido de 1-5-3-6-2-4, 1-2-4-6-5-3, 1-2-3-6-5-4 y 1-5-4-6-2-3, pero sólo la primera secuencia de encendido evita encendidos sucesivos en el mismo cojinete principal.

Un ejemplo típico de selección que se desvía de la uniformidad, pero que es ventajosa desde el punto de vista del equilibrio, se encuentra en algunos motores de dos cilindros y cuatro tiempos: Los motores verticales de 2 cilindros de Honda tienen los cigüeñales girados 180° y tienen dos fases útiles consecutivas (por revolución) y una revolución con sólo fases pasivas. Los motores V7 de Guzzi y el bicilíndrico en V de Ducati 750 tienen una sola biela para ambos cigüeñales, de modo que los encendidos se producen cada 270° y 450° (tres cuartos y medio de revolución), con lo que se consigue un equilibrado del pistón de primer orden en el motor Honda y un contrapeso de segundo orden en el motor Guzzi.

En los motores multicilíndricos en V, la forma y la posición de los colectores de admisión y escape tienen una importancia fundamental. De hecho, el orden de encendido determina el cambio en la dirección del flujo de la mezcla en los tubos. En un motor de 6 cilindros en línea con un colector y una secuencia de encendido convencional (1-5-3-6-2-4), el número de revoluciones por minuto será de 6 por cada 2 revoluciones del cigüeñal. Por tanto, los 3 primeros cilindros deben ser alimentados por un colector y los 3 restantes por el otro. Si se utilizan 2 colectores diferentes, cada colector sólo producirá 2 revoluciones por cada 2 revoluciones del cigüeñal.

En un colector de escape, los tubos de los cilindros espaciados uniformemente deben conectarse en orden de encendido y cada conexión posterior debe seguir el mismo criterio, de modo que las ondas de presión creadas por las explosiones en cada parte del tubo se produzcan a intervalos iguales. Por ejemplo, en el caso de un motor de 4 cilindros en línea, los tubos del primer y cuarto cilindro se conectan primero, los tubos del segundo y tercer cilindro se conectan en paralelo y los dos tubos se unen.

En el caso de un motor V8 con un cigüeñal de 90°, el orden basado en la uniformidad del par es 1-5-4-8-7-2-6-3, pero esta solución requiere el uso de un colector para todos los bloques de cilindros, ya que, si se utilizara un colector independiente para cada bloque de cilindros, se producirían dos ráfagas consecutivas en dos cilindros adyacentes (7 y 8). Sin embargo, si tomamos un cigüeñal plano (cigüeñal de 180°), similar al cigüeñal de un motor de 4 cilindros en línea, y utilizamos un orden de encendido de 1-8-3-6-4-5-2-7, podemos dividir los colectores (de escape y de admisión) en dos grupos, con la misma distancia entre cada radio. Un motor construido de esta manera no está equilibrado en términos de fuerzas alternativas de segundo orden. Sin embargo, es la solución preferida en todos los diseños deportivos y especialmente en los motores de carreras, donde el tamaño del sistema de escape puede ser reducido. Entre los ejemplos clásicos más conocidos de motores de 8 cilindros con cigüeñal plano están el Ford Cosworth, el Alfa Romeo 33 (el motor de 8 cilindros montado en Montreal tiene un cigüeñal convencional de 90°) y el Ferrari Diño 308.

Como curiosidad, cuando se equilibran ciertos motores que tienen un ángulo en V distinto al correcto para el máximo equilibrio (60º para 6 cilindros o 90º para 8 cilindros es lo adecuado, con otros ángulos el equilibrio natural no es posible), se decide permitir un cierto desplazamiento de las bielas del cigüeñal para compensar el ángulo. Esto mejora el equilibrio natural del V6 con una V de 45° a un desplazamiento del cigüeñal de 15°, logrando así los 60° necesarios en la práctica.

¿Cómo se configura el orden de encendido del motor?

Como se ha venido explicando, el orden de encendido del motor depende del diseño del motor y el cigüeñal, y la forma de configurarlo es colocando cada cable de bujía en el lugar que corresponde en la bobina de ignición. En los vehículos que poseen bobinas individuales este orden no se puede configurar y es más seguro que en los carros con una sola bobina de varias salidas, ya que por error durante el mantenimiento del motor el usuario se puede equivocar y colocar los cables en el orden incorrecto. Sin embargo, normalmente los cables tienen una longitud diferente y la bobina tiene escrito el orden de encendido. También se puede buscar el orden correcto en el manual del propietario.

¿El orden de encendido es el mismo en motores de gasolina y diésel?

El sistema de encendido consiste en crear una chispa en las bujías y distribuirla a los cilindros del motor en la secuencia correcta. El concepto de chispa para el encendido del motor corresponde al de los motores de gasolina. Los motores diésel no necesitan una chispa de encendido porque la mezcla de combustible se enciende espontáneamente debido a la compresión interna a una temperatura más alta y la inyección del gasóleo. Así pues, en cuanto al orden de encendido si puede ser igual, dado que no depende del tipo de combustible sino del diseño de cada motor en particular, el cual será el determinante en el orden de encendido.

Tabla de orden de encendido.

A continuación una tabla sobre el orden de encendido de un motor según su número de cilindros.

Número de cilindros Orden de encendido
Motor de 2 cilindros 1-2
Motor de 3 cilindros 1-2-3
Motor de 4 cilindros 1-3-4-2

1-2-4-3

1-3-2-4

Motor de 5 cilindros 1-2-4-5-3
Motor de 6 cilindros 1-5-3-62-4

1-6-5-4-3-2

1-2-3-4-5-6

1-4-2-5-3-6

Motor de 7 cilindros 1-3-5-7-2-4-6
Motor de 8 cilindros 1-8-4-3-6-5-7-2

1-8-7-2-6-5-4-3

1-3-7-2-6-5-4-8

1-5-4-8-7-2-6-3

1-6-2-5-8-3-7-4

1-8-7-3-6-5-4-2

1-5-4-2-6-3-7-8

1-5-6-3-4-2-7-8

1-5-6-3-4-2-7-8

1-5-3-7-4-8-2-6g

¿Cómo funciona el sistema de encendido de un motor de gasolina?

Los sistemas de encendido han evolucionado considerablemente con el tiempo, especialmente con la introducción de la electrónica en los coches. En los coches antiguos, algunos recuerdan el distribuidor de platino o "delco", una bobina con devanados primarios y secundarios. En estos sistemas, la rotación del motor también hacía girar el distribuidor, lo que hacía que las bobinas de platino se abrieran y cerraran, creando una alta tensión en las bobinas, que el distribuidor distribuía a las bujías a través de los cables. La chispa pasa entonces entre los electrodos de la bujía, encendiendo la mezcla de aire y combustible en el cilindro.

Los sistemas de encendido modernos son totalmente electrónicos, con la ECU, o "unidad de control electrónico", responsable de casi todo el proceso. Las nuevas "bobinas lápiz" se montan directamente en cada bujía (una por bujía/cilindro), de forma independiente o integradas en un módulo con otras bobinas lápiz. Desaparecen componentes como el distribuidor y el platino mientras que la ECU se encarga de controlar los cortes de la bobina de encendido y la sincronización. Estos sistemas electrónicos han permitido mejorar considerablemente la seguridad, el rendimiento, el consumo de combustible y las emisiones.

Vale la pena mencionar que, se utilizan sensores como el CKP (sensor de posición del cigüeñal) y CMP (sensor de posición de árbol de levas) que envían información a la ECU de, valga la redundancia, la posición de cada uno para luego determinar los parámetros de inyección de combustible y el encendido. Adicional a esto, se utilizan otros sensores para determinar otras condiciones y llegar a una relación de aire-combustible óptima.

¿Cómo funciona el sistema de encendido de un motor Diesel?

La principal diferencia entre los motores diésel y los de gasolina es que en los motores diésel el combustible arde espontáneamente bajo presión, mientras que en los motores de gasolina el combustible explota cuando el proceso se desencadena por una chispa. Los motores diésel funcionan según el mismo principio que una bomba que se calienta al inflar un neumático de bicicleta. Cuando el gas se comprime, su temperatura aumenta. Si el gas es aire, no pasa nada, pero si se añade combustible, gasóleo, parafina, etc. y se aumenta la presión en consecuencia, la temperatura aumenta hasta que la mezcla se vuelve inflamable y se enciende espontáneamente. Por lo tanto, los motores diésel tienen una alta relación de compresión para iniciar este proceso.

Al igual que los motores de gasolina, los motores diésel se ponen en marcha mediante un motor eléctrico, que inicia el ciclo de autoencendido. A bajas temperaturas, el motor diésel es difícil de arrancar porque la compresión no alcanza la temperatura adecuada para el encendido. Para solucionar este problema, se instalan bujías de incandescencia, que se alimentan de la batería y se encienden unos segundos antes de que el motor arranque. Los calentadores también se "encienden" durante determinadas fases del funcionamiento del motor para controlar las emisiones de gases de escape.

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