Accensione a puntine: principio di funzionamento

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.

bobina accensione

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.

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

accensione a puntine

Il compito delle puntine (qui di fianco 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.

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 puntineFacciamo 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

accensione a puntine

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).

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

23 pensieri su “Accensione a puntine: principio di funzionamento

  1. 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

  2. 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

  3. 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?

    • 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

  4. 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?

  5. 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

    • 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

      • 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

  6. 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

    • 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

    • 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

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