El ángulo de avance de encendido es uno de los parámetros más importantes en el funcionamiento de los motores de combustión interna, especialmente en los de encendido por chispa. Este ángulo representa el momento exacto en que se produce la chispa en la bujía con respecto al punto muerto superior (PMS) del pistón durante la carrera de compresión. Controlar adecuadamente este ángulo no solo mejora la eficiencia del motor, sino que también previene daños mecánicos y optimiza el consumo de combustible.
¿Qué es el ángulo de avance de encendido?
En términos técnicos, el ángulo de avance se mide en grados de rotación del cigüeñal antes de que el pistón alcance el PMS en la carrera de compresión. Cuando se dice que un motor tiene un avance de encendido de 10°, significa que la chispa se produce cuando el cigüeñal aún está a 10 grados de alcanzar el PMS. La idea detrás de este adelanto es permitir que la mezcla aire-combustible tenga tiempo suficiente para quemarse y alcanzar su presión máxima justo después del PMS, donde la palanca del cigüeñal es más favorable para generar torque.
Esta sincronización precisa es crítica debido a la velocidad finita de la combustión. Aunque la chispa se genera casi instantáneamente, la llama se propaga a través de la cámara a una velocidad determinada que depende de múltiples factores, como el diseño del motor, el tipo de combustible, la relación de compresión y las condiciones de operación.
¿Por qué se adelanta la chispa?
El motivo principal para adelantar el encendido se debe a que la combustión no ocurre de forma instantánea. Si se produjera la chispa justo en el PMS, la combustión alcanzaría su pico de presión después de que el pistón ya comenzara su carrera descendente, lo que disminuiría el empuje útil. En cambio, al generar la chispa con antelación, se garantiza que la máxima presión de gases ocurra en el momento óptimo del movimiento del pistón, mejorando así el rendimiento y reduciendo el consumo.
Además, a medida que aumentan las revoluciones por minuto (RPM), hay menos tiempo disponible para que se complete la combustión. Por ello, los sistemas modernos ajustan dinámicamente el avance de encendido en función de las RPM, la carga del motor, la temperatura y otros parámetros.
Tipos de avance de encendido
El control del avance puede clasificarse en dos grandes grupos: fijo y variable. En motores más antiguos, el avance era mayormente fijo o se ajustaba mecánicamente con mecanismos centrífugos o de vacío. En cambio, los sistemas modernos utilizan unidades de control electrónico (ECU) que regulan el ángulo en tiempo real mediante mapas tridimensionales programados, conocidos como mapas de avance.
Dentro del avance variable, existen dos subtipos:
- Avance centrífugo: regulado por la fuerza centrífuga de los pesos giratorios, que actúan sobre un sistema mecánico conectado al distribuidor. A mayor velocidad, mayor avance.
- Avance por vacío: utiliza la presión del colector de admisión para ajustar el avance según la carga del motor. Bajo carga parcial (acelerador cerrado), el avance aumenta para favorecer el consumo.
Factores que influyen en el avance óptimo
Determinar el ángulo ideal de avance implica considerar una gran cantidad de factores dinámicos. Entre los más importantes se encuentran:
- Relación de compresión: motores con alta compresión tienden a requerir menos avance debido a que la mezcla se quema más rápido.
- Tipo de combustible: combustibles con mayor octanaje permiten mayores avances sin riesgo de detonación.
- Temperatura del motor: un motor frío necesita más avance para compensar una combustión menos eficiente.
- Condiciones de carga y velocidad: el avance debe aumentar a medida que el régimen de motor sube, pero debe reducirse bajo cargas pesadas para evitar el golpeteo.
- Diseño de la cámara de combustión: una cámara más compacta con buena turbulencia facilita una propagación más rápida de la llama.
Efectos de un avance incorrecto
Tener un ángulo de avance mal calibrado puede provocar desde una ligera pérdida de potencia hasta daños graves en el motor. Cuando el encendido es demasiado avanzado, la combustión puede comenzar demasiado pronto, generando una presión excesiva mientras el pistón aún asciende. Esto se traduce en un golpeteo (detonación) que puede dañar pistones, cojinetes y válvulas.
Por el contrario, un encendido atrasado genera una combustión tardía que desaprovecha la expansión de los gases, reduce el rendimiento, aumenta el consumo de combustible y eleva las temperaturas en el sistema de escape.
Los síntomas más comunes de un avance mal ajustado incluyen:
- Tironeos al acelerar
- Dificultad para arrancar en frío
- Consumo excesivo
- Sobrecalentamiento del motor
- Sonido metálico (detonación)
Control electrónico del avance
En la actualidad, los sistemas de encendido electrónico han sustituido casi por completo a los controles mecánicos. La ECU del vehículo recopila datos de sensores como el de posición del cigüeñal (CKP), presión del múltiple (MAP), temperatura del motor y carga del acelerador para determinar el avance óptimo en tiempo real. Este sistema no solo mejora el rendimiento, sino que también permite adaptarse a distintos tipos de combustible, altitud y condiciones climáticas.
Además, algunos vehículos de alto rendimiento o con sistemas de inyección directa emplean estrategias de encendido múltiples por ciclo, variando el ángulo de encendido en función de fases como la preignición o combustión estratificada.
Ajuste del ángulo de avance
En los motores con distribuidor mecánico, el avance se ajusta girando el cuerpo del distribuidor respecto al bloque del motor, siguiendo las especificaciones del fabricante. En los vehículos modernos, este valor es gestionado por la ECU y no es ajustable sin modificar el software mediante herramientas de reprogramación (ECU tuning).
Es crucial seguir las recomendaciones técnicas del fabricante o las curvas diseñadas por ingenieros especialistas si se va a modificar el avance, ya que un error puede resultar costoso en términos de durabilidad y eficiencia.
Importancia en la puesta a punto
El ángulo de avance de encendido es un parámetro esencial en cualquier proceso de puesta a punto del motor. Junto con la sincronización de válvulas, el reglaje de mezcla y la calibración de sensores, asegura que el motor funcione en su rango ideal de operación. Incluso un motor en buen estado mecánico puede rendir por debajo de lo esperado si el avance de encendido está mal configurado.
Por esta razón, es un aspecto clave tanto en el diagnóstico de fallos como en la preparación de motores para competición, donde una ligera variación en grados puede marcar la diferencia en el rendimiento total.
Referencias
- «Ignition Timing Explained»
– HP Academy - «Timing Basics» – Hotrod
- «How to Dynamically Time an Engine» – Howstuffworks
- «Pre-Tuning Essentials – Part 1» – HP Academy
- «Timing Is Everything: How To Set Ignition Timing» – Motor Trend
