Accensione a puntine: principio di funzionamento

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Parliamo adesso dell’accensione a puntine e del suo principio di funzionamento. Vediamo prima di tutto i componenti che sono coinvolti, che sono le puntine platinate, il condensatore, la bobina e la candela.

La bobina è composta da due avvolgimenti: l’avvolgimento primario e l’avvolgimento secondario; il primo è tipicamente fatto con un filo di rame di dimensioni maggiori rispetto a quello del secondario per il motivo che viene percorso da correnti di maggiore intensità. Nel mezzo c’è un avvolgimento ferroso. L’avvolgimento primario è collegato alle puntine da una parte ed alla batteria dall’altra. Il secondario è collegato alla candela da una parte ed a massa dall’altra.

bobina accensione

Il numero di spire del secondario è tipicamente 80-100 volte quello del primario.

Il compito delle puntine (sotto un esempio) è quello di interruttore meccanico. Esse vengono comandate da una camma eccentrica che le fa aprire e chiudere ad intervalli prestabiliti. Insieme alle puntine c’è sempre un condensatore che viene montato in parallelo.

accensione a puntine

Come schema di un’accensione a puntine si faccia riferimento alla figura sotto riportata.

accensione a puntine

Fin tanto che le puntine sono chiuse il condensatore è tirato fuori gioco (è in corto circuito) e l’avvolgimento primario della bobina accumula energia. Dal momento che le puntine si aprono il condensatore inizia a caricarsi fino una ben determinata tensione e successivamente si scarica entrando in oscillazione con ampiezza sempre minore. Questo transitorio fa si che il campo elettrico generato dall’avvolgimento primario, concatenandosi con il secondario, produca una tensione in uscita dalla bobina AT di diverse decine di migliaia di volt. Questo genera la scintilla sulla candela.

accensione a puntine

Facciamo un ulteriore step e cerchiamo di andare un pò più nel dettaglio. A puntine chiuse, possiamo schematizzare il circuito di accensione come un circuito RL alimentato dalla batteria della moto. R è la somma della resistenza della bobina, dei fili, del contatto delle puntine etc… mentre L è l’induttanza del primario della bobina. Dal momento della chiusura delle puntine la bobina inizierà ad accumulare energia secondo la legge 12li2 e la corrente aumenterà con legge esponenziale data dalla seguente formula: iditr

Mettendo tutto in un grafico avremo il seguente andamento:ind52

Al tempo t0 le puntine si chiudono. La legge è di tipo esponenziale e la corrente tende asintoticamente a V/R (V tensione batteria e R resistenza del primario; ad esempio supponenedo di avere R=3 Ohm e V=12V, la corrente sarà 4A).

accensione a puntine

Fino adesso la scintilla sulla candela non è ancora scoccata: essa si innescherà all’apertura delle puntine, vediamo il perché.  All’apertura delle puntine la corrente che attraversava il primario si interrompe ed il campo magnetico nella bobina collassa. Effetto di questo collasso è che, per un istante di tempo molto piccolo, la corrente sul primario continua a scorrere; a differenza di quando le puntine erano chiuse, adesso c’è il condensatore che viene attraversato da questa corrente ed inizia a caricarsi fino ad una certa tensione. Da questo momento si crea un’oscillazione della tensione ai suoi capi dovuta alla carica/scarica del condensatore ed il circuito RLC formato dalla bobina e dal condensatore oscilla con ampiezza sempre più ridotta (o meglio oscilla la tensione ai capi del condensatore e la corrente che lo attraversa). Queste oscillazioni sul primario della bobina, “amplificate” dal rapporto con il numero di spire con il secondario, danno qualche decina di KVolt ai capi della candela che fanno innescare la scintilla (per rendere l’idea, grossolanamente possiamo dire che nei sistemi di accensione a 12 volt, la tensione iniziale ai capi del condensatore è dell’ordine delle centinaia di volt, circa 200v-300v che generano, sul secondari, tensioni dell’ordine dei 20-30KV).

Vediamo tutto in un grafico (fonte: [1] ), che forse si capisce meglio:

accensione a puntine

Nel grafico abbiamo i KV presenti sul secondario (asse delle ordinate) ed il tempo in millisecondi (asse delle ordinate). Il picco iniziale è quello della prima carica/scarica del condensatore (per intendersi immediatamente dopo l’apertura delle puntine). L’arco di tempo in cui la tensione rimane abbastanza stabile (intorno ai 1.8KV) è quello in cui si ha la scintilla, dopo il circuito inizia ad oscillare e, causa repentino aumento di pressione all’interno della camera di scoppio (la scintilla è scoccata in anticipo rispetto al PMS) non c’è più sufficiente tensione per forare il dielettrico dell’aria.

Abbiamo capito quindi l’importanza del condensatore che, riassumendo, ha il duplice compito di:

  • fare si che i contatti delle puntine, all’apertura, non scintillino;
  • fase si che la scintilla sia di più lunga durata.

Come dicevo prima, i contatti delle puntine sono comandati tramite una camma in fase con l’albero motore e si aprono nel punto esatto della corsa del pistone in cui deve innescarsi la combustione della miscela aria-benzina. Il limite di questo tipo di accensione risiede nel comando dei contatti, che è troppo lento ai bassi regimi, mentre agli alti provoca il saltellamento del loro martelletto. Nel primo caso l’interruzione del flusso della corrente nel primario della bobina non è repentina e sulla candela non sempre si riesce a raggiungere la tensione necessaria  per l’innesco della scintilla. Nel secondo caso il saltellamento, unito agli elevati regimi di rotazione e quindi ai piccoli tempi a disposizione, non permette un’adeguata circolazione di corrente nel primario della bobina, provocando mancate accensioni della miscela in camera di combustione.

Queste problematiche sono state risolte con l’introduzione delle accensioni elettroniche che, al posto delle puntine, hanno un pickup che genera un segnale il quale viene elaborato dalla centralina in modo tale da generare la scintilla in un ben determinato istante.

Piccola digressione sul tema: ma perché c’è bisogno di variare la fasatura di accensione? In soldoni la miscela aria/benzina (nebulizzata) che si trova in camera di combustione, al momento dello scoccare della scintilla, non esplode immediatamente ma gli ci vuole un certo tempo. Ricordiamo che la fase di scoppio genera un forte aumento di pressione (e temperatura) che va ad esercitare una forza sul cielo del pistone. E’ stato osservato che il momento ottimale (ossia l’angolo di manovella) per far partire la combustione è quello per cui al PMS si ha il 50% dell’aumento totale di pressione. Questo vuol dire che nella prima fase di combustione il pistone verrà “ostacolato” in quanto è in compressione, e nella seconda fase si avrà la conversione in lavoro utile. L’angolo di manovella in corrispondenza del quale scocca la scintilla è chiamato angolo di anticipo. E’ dimostrabile che all’aumentare del numero di giri l’angolo di anticipo deve aumentare, per questo sono stati introdotti dei dispositivi meccanici (anticipo a masse centrifughe) od elettronici (pickup e/o centraline più o meno evolute) che in funzione del numero di giri varia l’angolo di accensione della benzina.

Se volete approfondire consiglio le seguenti letture:

[1]: dtec.net

[2]: globaldenso.com

[3]: crypton.co.za

[4]: tonyfoale.com

[5]: mgaguru.com

[6]: en.wikipedia.org

By | 2017-06-02T23:02:57+00:00 novembre 6th, 2013|Argomento generale|25 Comments

25 Comments

  1. Broderick 24 maggio 2014 at 07:24 - Reply

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  2. giovanni 6 ottobre 2014 at 00:46 - Reply

    ottima spèiegazione

    • Copot 24 novembre 2016 at 17:08 - Reply

      Ottima la spiegazione

  3. giancarlo ravetto 18 ottobre 2014 at 19:36 - Reply

    Mi e piaciuto…spiegato in modo semplice e chiaro

  4. roberto 23 settembre 2015 at 17:25 - Reply

    ottimo l articolo, come gia quello sul circuito di ricarica del boxer bmw..
    dove trovare (o l’hai fatto già tu) una spiegazione sul funzionamento dell’accensione con accensione elettronica del boxer bmw anni 80-90?
    ciao grazie

    • luke3d 23 settembre 2015 at 22:29 - Reply

      Ciao,
      grazie per i complimenti.
      Purtroppo non ho nulla sull’accensione post-puntine dei BMW 2 valvole.
      Saluti,
      luke

  5. alberto 19 maggio 2016 at 09:35 - Reply

    ciao, volendo installare in un motore con accensione tradizionale a puntine una bobina potenziata che genera circa 45k volts, si rischia di rovinare le puntine o il condensatore? grazie

    • luke3d 23 maggio 2016 at 23:04 - Reply

      Alberto,
      non capisco la domanda.
      In ogni caso: chi è che ti vuole vendere questa bobina potenziata?
      Saluti
      luke

  6. Ciro 12 giugno 2016 at 22:30 - Reply

    ciao, ho dei seri dubbi riguardo il circuito che hai riportato.
    1) Non riesco a capire come facciano le puntine, nella realtà, a trovarsi tra l’avvolgimento primario della bobina e la massa.
    2) Solitamente le bobine d’accensione non presentano la massa dell’avvolgimento primario in comune con la massa del secondario?
    3) Ipotizzando, nel circuito, di “spostare l’interruttore che indica le puntine, con relativo condensatore, tra positivo della batteria e primario” funziona nello stesso modo da te spiegato?

    • luke3d 15 giugno 2016 at 13:34 - Reply

      Ho editato il tuo commento mettendo i numeri per meglio indirizzare la mia risposta… 🙂

      1) di norma le puntine scaricano verso massa. Arriva un filo dalla bobina che si collega al “polo isolato” delle puntine. Quando le puntine chiudono, lo fanno, appunto, verso massa.

      3) In linea di principio di direi che puoi spostare le puntine ed il condensatore dove hai detto tu. Il problema è che le puntine hanno un solo polo isolato, per fare come dici tu dovrebbero averne due (uno per connetterlo al + della batteria ed un altro per connetterlo al primario della bobina).

      2) Ni. Nel disegno devi considerare che il corpo della bobina è a massa ed all’interno della bobina il secondario è collegato al corpo.
      Il – del primario va a massa attraverso le puntine (ed il suo condensatore in parallelo).
      Faccio un disegno e lo aggiungo all’articolo per spiegare meglio la cosa.

      grazie per i tuoi commenti.
      luke

  7. Martinmark 23 giugno 2016 at 11:27 - Reply

    Salve, credo ci sia un errore e riguarda la fase in cui le puntine sono chiuse e il circuito equivale ad RL alimentato da un generatore costante. L’energia che si accumula va bene, ma se la corrente tende asintoticamente al valore V/R non può essere quella l’equazione con cui evolve. L’equazione riportata per t tendente ad infinito presenterebbe una corrente nulla.
    Dovrebbe essere (1- e^…)V/R.
    E’ corretto?

    • luke3d 27 giugno 2016 at 19:05 - Reply

      la formula era sbagliata, grazie per la segnalazione!
      luke

  8. In viaggio con Ermanno 6 settembre 2016 at 16:50 - Reply

    Ciao Luke, complimenti per l’articolo dettagliato, ho pensato fosse giusto citarlo in questo mio articolo ——-> http://www.inviaggioconermanno.it/accensione-elettronica-auto-epoca-intellispark/ Spero di aver fatto cosa gradita. A presto!

    • luke3d 6 settembre 2016 at 19:18 - Reply

      Molto gentile, mi leggerò sicuramente il tuo articolo!
      saluti
      luke

  9. andrea 15 settembre 2016 at 19:54 - Reply

    ciao luke, ho un problema con un ducati scrambler a puntine
    di punto in bianco la candela non fa più scintilla, e non capisco se il problema sia da imputare alle puntine , al condensatore o alla bobina
    aiutoooooo

    • luke3d 15 settembre 2016 at 22:50 - Reply

      così a distanza non è facile.
      controlla tutti i cavi, compresa la pipetta
      controlla la bobina misurando il primario. se non lo sai fare portala da un elettrauto.
      Il condensatore mi sembra strano, le puntine….mah….
      La batteria è carica?
      saluti
      luke

      • Andrea 9 ottobre 2016 at 09:33 - Reply

        Grazie mille, controllato cavi, batteria,cambiato bobina e condensatore, ancora morta…..e andava perfetta fino a 2 mesi fa, ho fatto 1000 km in ferie

  10. First 17 ottobre 2016 at 19:25 - Reply

    Riporto questa parte e poi formula un quesito:

    …. Il limite di questo tipo di accensione risiede nel comando dei contatti, che è troppo lento ai bassi regimi, mentre agli alti provoca il saltellamento del loro martelletto.
    Nel secondo caso il saltellamento, unito agli elevati regimi di rotazione e quindi ai piccoli tempi a disposizione, non permette un’adeguata circolazione di corrente nel primario della bobina, provocando mancate accensioni della miscela in camera di combustione.

    Come ho letto nel mometo di apertura delle puntine il condensatore in corto oscilla come tensione e corrente. Nel Grafico KV, viene indicato un picco di corrente, come da spegazione, del condestatore nell’istante di apertura dei contatti.
    Se dovessi adottre un condesatore con più microFarad o metterne un altro in parallelo di uguale capacità (quindi una capacità totale doppia) oltre a ridurre il rischio “scintilla” potrei in parte oviare al porblema di una adeguata circolazione di corrente nella bobina secondaria o rischierei di bruciarlo?

    Grazie

    • First 18 ottobre 2016 at 09:07 - Reply

      Ho un altro quesito:

      La capacità del condensatore può influire sulla “quantita” di scintilla?
      Oltre al rischio di bruciare la bobina (e non il condensatore come erroneamente ho scritto nel commento precedente) non vorrei ottenrere come risultato una scintilla alla candela molto meno efficace per la combustione..

      Grazie ancora
      buona giornata

      • luke3d 21 ottobre 2016 at 19:54 - Reply

        spero di aver risposto alla tua domanda sotto…
        saluti
        luke

    • luke3d 21 ottobre 2016 at 19:51 - Reply

      premessa: più veloce collassa il primario e migliore sarà la scintilla generata.
      Il compito del condensatore è di rendere più “morbido” questo collassamento nella fase iniziale, questo perchè altrimenti si genererebbe un arco tra le puntine con il risultato di danneggiarle.
      Il condensatore rallenta la crescita della tensione in modo da permettere alle puntine di allontanarsi tra loro ed avere una distanza tale da non generare un arco.
      Mettere una capacità troppo elevata porta a rendere troppo lento il collassamento e di conseguenza una scintilla troppo debole.
      saluti
      luke

  11. Raffaele 6 aprile 2017 at 10:04 - Reply

    salve il mio motorino mi fa delle scopiettate puo essere il condezatore

    Saluti da Raffaele

    • luke3d 9 aprile 2017 at 22:00 - Reply

      provi a registrare bene le puntine, poi verifichi lo stato della candela (non è che è da cambiare?).
      saluti

  12. MAx 15 giugno 2017 at 11:19 - Reply

    Ciao.
    Tu ed un altro sito in inglese che hai giustamente aggiunto a fine pagina sostenete che la scintilla avviene le periodo in cui la tensione rimane stabile a 1,8 kv prima dell’oscillazione (guardando il tuo grafico blu).
    leggendo il grafico della pagina della denso (nota produttrice di candele)
    http://www.globaldenso.com/en/products/aftermarket/plug/basic_knowledge/spark/index.html#
    le vostre affermazioni non combaciano: la scinitlla avviene con la caduta di tensione, ovvero con l’oscillazione, non con il periodo di stabilità come voi sostenete.
    Non so se mi sono speigato con chiarezza, ma vorrei sapere quale delle fondi non è attendibile.
    Grazie!

    • luke3d 15 giugno 2017 at 19:58 - Reply

      Ciao Max,
      la scintilla si innesca quando il dielettrico viene perforato e questo avviene al picco, ossia alla tensione di breakdown.
      La scinitlla rimane “innescata” fino a che la tensione non inizia ad oscillare (punto d sul sito Denso).
      Saluti
      luke

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