Taller
de Trial
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Capítulo
6
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El
encendido I: ¿que es?
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Con este capítulo comenzamos un repaso por los temas de electricidad, y más concretamente de encendido, algo para muchos desconocido. Sabremos cómo funciona, para que sirve y que significa eso tan comentado de "el avance de encendido".
Introducción
Con los modernos encendidos electrónicos se ha ido perdiendo este ritual de la mecánica. Aún así, todavía andan por ahí muchas clásicas a cuyos propietarios les vendrá bien este capítulo. Y no sólo a ellos, también a los que estén interesados en adaptar la respuesta del motor a su estilo de conducción, y a aquellos que se han encontrado con un estátor (plato de bobinas) en la mano y no recuerdan en qué posición estaba montado.
Este artículo está inspirado en una pregunta de T. Folgado, cuya Merlin emite un misterioso "TATATATATATATA", como si sonase la biela". Ese onomatopéyico "TATATATA" puede ser el síntoma de que la Merlín va corta de gasolina (algo muy típico en el motor Cagiva que, encima, se calientan más de lo normal debido a que las aletas de refrigeración originales son aserradas (como lo oyes) para que no sobresalgan demasiado. Al ir demasiado justa de gasolina, y encima con la culata recalentada, se producen detonaciones (la mezcla explota antes de ser prendida por la bujía). Esto es muy típico en cierto tipo de motores con una distribución poco trabajada. Pero no es un problema que tenga que mover a cambiar la moto.
Lo primero es comprobar que no hay una avería estúpida (de esas que nos quiebran la cabeza porque no hemos mirado lo más tonto) por ejemplo: entradas de aire entre el carburador y el cilindro (ese manguito, si es el original, debe estar para el arrastre). A veces hay fisuras que no se ven si no se aprieta. Si no se encuentra algo parecido, puedes cortarlo de un maguito de radiador de coche (que son más buenos y, encima, aguantan más). Comprueba que el carburador esté limpio (chiclés) y que la campana no tenga mucha holgura ni esté muy arañada. Una bujía nueva (distancia entre electrodos de 0.5 mm) ayuda a disminuir las detonaciones. También aconsejo que no usar gasolina sin plomo de 95. Súper es lo ideal y si no, sin plomo de 98. Con esto, tu moto debería funcionar correctamente.
Si aún persisten esas detonaciones (que se llaman comúnmente 'picado de biela' aunque no tiene porqué afectar a este elemento, como has comprobado), entonces es el momento de echarle un ojo al avance del encendido. Antes de ponernos manos a la obra, creo que es interesante un poco de teoría sobre el encendido, así comprenderemos mejor la respuesta de nuestra moto y podremos actuar más consecuentemente.
La
teoría
La misión de la bujía es crear una chispa que provoque la explosión de la mezcla de gasolina/aire en el cilindro. Esto lo sabe todo el mundo y no vamos a descubrir ahora la pólvora, hablando de explosiones. Lo que resulta un poco más desconocido es el término "avance del encendido", que esconde bajo su nombre toda una serie de propiedades que, debidamente manejadas, modifican notablemente el rendimiento de nuestra moto. Ahora que se han puesto de moda los "encendidos programables" y que tantos milagros parece que hagan, es el momento de explicar en qué consiste el avance del encendido.
Aunque nos parezca que la explosión de la mezcla se produce instantáneamente, se necesita un determinado tiempo para "encender" la gasolina. De la misma forma que avanza un incendio en un bosque, avanza la explosión en la mezcla aire/gasolina: hay un frente de llama que avanza a una cierta velocidad y que deja detrás de él los restos de la combustión. En nuestro caso, el frente de llama deja detrás de él los gases (principalmente CO2) que ocupan mucho más volumen que la mezcla original y son los que realmente empujan el pistón hacia abajo. La velocidad a la que avanza el frente de llama depende de muchos factores, de los cuales los más importantes son la inflamabilidad de la mezcla, la presión a la que se somete y la forma de la culata. Ya nos meteremos más adelante con estos temas si surge la ocasión. Ahora lo importante es recordar que se necesita un determinado tiempo para que la mezcla se convierta en gases quemados a alta presión. El rendimiento de motor será óptimo si el momento de máxima presión de gases quemados coincide con el punto muerto superior (es decir, cuando el volumen del cilindro se reduce al mínimo); para lograr esto es evidente que hay que adelantar la chispa para que salte antes del PMS, y que dé tiempo a encenderse toda la gasolina en el momento adecuado. A este proceso se le llama "avanzar el encendido".
Si la chispa salta después del momento óptimo, la explosion pillará bajando al pistón y no desarrollará toda la fuerza por estar repartida en mayor volumen. Si salta antes del momento óptimo, pillará subiendo al pistón, con peores consecuencias: un tremendo esfuerzo mecánico al ser la inercia del cigüeñal la que tenga que vencer inicialmente la fuerza de la explosión, en caso de que lo consiga, pues no es raro que el pistón retroceda sin alcanzar el PMS y haga que el motor ¡gire al revés! Así, vemos que el calado del encendido en el momento adecuado es vital para que el motor funcione correctamente.
Los
encendidos modernos
Uno de los problemas que planteaba el avance del encendido es que el momento óptimo para que salte la chispa no es siempre el mismo, sino que depende de las revoluciones del motor. Al aumentar las rpm, también aumenta la velocidad con la que se acerca el pistón al PMS, mientras que la velocidad del frente de llama no cambia notablemente. Por tanto, para que ambos eventos coincidan en el punto óptimo, es necesario adelantar progresivamente el encendido conforme aumentan las rpm, para darle una ventaja en forma de tiempo que compense la desventaja en forma de velocidad que tiene la explosión generada por la chispa. Un ejemplo: supongamos que a 2000 rpm el avance óptimo del encendido es 2 mm antes del PMS (es decir, que la chispa salte cuando al pistón le faltan 2 mm para llegar al PMS). Ahora aceleramos a 4000 vueltas: el pistón se acerca al PMS al doble de velocidad, pero la chispa sigue saltando cuando faltan 2 mm, entonces (como la velocidad de avance de la explosión es la misma) la combustión completa de la mezcla se produce cuando el pistón ya va hacia abajo, con lo que se desaprovecha gran parte del impulso que dan los gases. A esas 4000 rpm, la chispa tendría que haber saltado antes (digamos 3 mm antes del PMS) para que la combustión completa se produjera en el momento óptimo.
El sistema de encendido antiguo (platinos y primeros electrónicos), sufría este inconveniente: el avance fijo de encendido. Para establecer el avance había que pensar antes a qué RPM iba a funcionar habitualmente el motor: si era de trial, a bajas RPM, un avance pequeño (2 mm); si era de velocidad, altas RPM, un avance grande (3 o más incluso, dependiendo de la carrera).
Con los encendidos electrónicos llegó la tecnología del "avance variable" un sistema electrónico que detecta las RPM y, en función de éstas, adelanta el avance en una cierta medida. Partiendo, por ejemplo, de un avance fijo inicial de 2 mm, cuando el motor gira a 2000 vueltas, el sistema de avance variable adelanta electrónicamente la chispa 0.1 mm que se suman a los 2 fijos, dando un avance efectivo de 2.1 mm. Seguimos acelerando, 3000 vueltas, la "centralita" lo detecta y ordena avanzar aún más el encendido: 2 +0.5 (por ejemplo). A 4000, 2 +0.8, a 6000, 2+1.0, etc. De esta manera, el avance de encendido se adelanta o atrasa automáticamente, dependiendo de las rpm, y la explosiones siempre pillan al pistón en el momento óptimo. Claro que, esto es la teoría, y los primeros encendidos electrónicos con este sistema fallaban más que una escopeta de caña. Actualmente, todos los encendidos electrónicos incorporan esta propiedad de avance variable automático.
Los
encendidos del futuro
¿Qué es un encendido programable? Simplemente un encendido cuya curva de avance automático se puede variar a voluntad. En la figura se muestran tres curvas de encendido. En negro está el avance automático lineal, en rojo un avance que denominamos "agresivo" porque a poco que aumenten las revoluciones se adelanta bastante, y en verde uno "suave" ya que el avance no aumenta hasta bastante adentrados en revoluciones. Estas curvas de avance son inventadas (no he encontrado ninguna curva real, ni creo que nadie las diga en público) pero sirven como ejemplo.
También pueden existir curvas con otra forma (por ejemplo en S, con una parte inicial suave y final agresiva). La forma de "meter" estas curvas en la centralita que controla el encendido se la debemos a la informática, igual que se graba el saldo en el chip de la tarjeta de teléfono, se pueden grabar las curvas en un chip similar que forme parte del encendido. Montesa estuvo probando un encendido "programable" durante una época (creo que Amós podría darnos datos sustanciosos), que consistía en un chip con doble posición: según se pusiera de un lado u otro, variaba la curva de encendido. En motocross tenemos ejemplos similares, con un botoncito sobre el manillar que le permite al piloto elegir entre una curva con rabia para la salida y una con medios más llenos para la carrera. Aunque parezca high-tech, no lo es tanto si lo comparamos con el mundo del automóvil. Estas curvas de las que hemos hablado son fijas, puedes elegir una u otra, pero la mayoría de los coches modernos montan sistemas de encendido mucho más evolucionados, con "curvas dinámicas", es decir, que se ajustan y modifican su forma en función del estado del motor, la forma de acelerar e, incluso, aprenden el estilo de conducir del dueño.
Hasta ahora, las motos de trial se han caracterizado por la sencillez de sus sistemas de encendido, quién sabe si algún día acabarán sucumbiendo a estas delicias de la electrónica, o seguirá siendo el "arte infuso" de algún experimentado preparador de motores de trial lo que determine la eficacia de una trialera. En otra ocasión hablaremos de la revolución técnica que nos espera detrás de la puerta, y en el siguiente capítulo vamos a poner en práctica estas ideas.