avance de encendido

En un motor de encendido por chispa, la bujía debe encenderse antes de que el pistón alcance el punto muerto superior (PMS) en la carrera de compresión, no en el PMS mismo. El calado de encendido describe este avance en grados de cigüeñal: cuántos grados antes del PMS la chispa enciende la mezcla aire-combustible. Un motor de gasolina típico enciende la chispa de 10 a 40 grados antes del PMS, dependiendo de la velocidad del motor, la carga y el octanaje del combustible. Esta ventana existe porque la combustión lleva tiempo, aproximadamente de 30 a 50 milisegundos desde la chispa hasta la presión máxima, y el frente de llama debe alcanzar la presión máxima justo después de que el pistón pase el PMS en la carrera de potencia para una expansión y potencia de salida eficientes.

El calado de encendido avanza y se retrasa con las condiciones de funcionamiento. En ralentí y baja carga, el calado suele retrasarse (más cerca del PMS) para reducir el golpeteo del motor y mejorar las emisiones. A medida que aumenta la velocidad del motor, el calado avanza más antes del PMS porque el pistón se mueve más rápido y la combustión requiere más tiempo de anticipación para completarse antes de que se entregue la potencia. Los motores modernos utilizan control electrónico: las computadoras del motor calculan el calado óptimo leyendo las entradas de sensores que miden la presión del colector de admisión, la temperatura del aire, la temperatura del refrigerante, la posición del acelerador y, a veces, el contenido de oxígeno del escape. Los sistemas de encendido mecánicos en vehículos más antiguos utilizaban contrapesos centrífugos y diafragmas de vacío para ajustar el calado automáticamente.

El golpeteo y la preignición son los principales modos de falla. Si el calado está demasiado avanzado, el frente de llama enciende y presuriza la mezcla antes de que el pistón termine de comprimirla. Este rápido aumento de presión crea un sonido metálico audible de golpeteo o picado y genera ondas de choque que dañan los anillos del pistón, los cojinetes y las paredes del cilindro. Por el contrario, si el calado está demasiado retrasado, la combustión se completa demasiado tarde en la carrera de potencia, desperdiciando combustible y produciendo altas temperaturas de escape. Cierto golpeteo es aceptable en los motores modernos porque los sensores de golpeteo lo detectan y ordenan a la computadora que retrase el calado en fracciones de grado.

El término "calado de encendido" proviene directamente de la acción física: se controla cuándo ocurre el encendido en relación con la posición mecánica. Los grados de rotación del cigüeñal sirven como medida porque son absolutos y repetibles en todas las velocidades del motor. Un cigüeñal que gira 360 grados por cada dos ciclos completos define la línea de tiempo; encender 20 grados antes del PMS significa que la chispa ocurre cuando el cigüeñal está a 20 grados de su posición más alta en compresión.

El calado no es ajustable por el operador en los vehículos modernos de inyección de combustible; es calculado en tiempo real por el módulo de control del motor. Los vehículos más antiguos con carburador y encendido mecánico tenían un perno de ajuste de calado en el distribuidor, y los mecánicos usaban una lámpara estroboscópica, un instrumento que destella sincronizado con los pulsos de chispa, para alinear la marca de calado en la polea del cigüeñal con una marca en el bloque del motor. Incluso pequeños desajustes de 3 a 5 grados afectan notablemente la manejabilidad, el consumo de combustible y las emisiones.