Introducción
Las bujías se utilizan para encender el combustible en los motores de combustión interna (IC) de gasolina; no son necesarias en los motores diésel. Los motores de combustión interna se clasifican en dos tipos de ignición: ‘ignición por chispa’ (motores de gasolina) e ‘ignición por compresión’ (motores diésel).
Las bujías se instalan en motores de dos tiempos y cuatro tiempos.
Bujía
Componentes de la Bujía
Los diseños de bujías pueden variar, pero los componentes principales permanecen constantes.
Los componentes principales de una bujía incluyen:
- Conexión de Terminal - donde se suministra corriente eléctrica a la bujía.
- Electrodo Central - un conductor recto que pasa por el centro de la bujía.
- Electrodo de Tierra - un conductor curvado que conecta la bujía a tierra.
- Resistor - utilizado para reducir el ruido eléctrico.
- Espacio entre Electrodos (espacio de chispa) - el espacio entre el electrodo de tierra y el central; aquí es donde ocurre la chispa (arco eléctrico).
Espacio entre Electrodos
- Barrera de Corriente de Fuga - previene la fuga de corriente de los conductores a tierra.
- Asiento - donde la bujía presiona contra la culata del cilindro.
- Tuerca Hexagonal - utilizada para instalar y remover la bujía.
¿Cómo funcionan las bujías?
El siguiente video es un extracto de nuestro Curso en Línea de Fundamentos de Motores de Combustión Interna.
Se aplica un alto voltaje (20-40,000 Voltios) a la conexión de terminal en la parte superior de la bujía para elevar el potencial eléctrico del electrodo central. La corriente eléctrica fluye a través del electrodo central (normalmente un conductor de cobre) y a través de un resistor. El alto voltaje presente en el electrodo central causa que los gases dentro del espacio entre electrodos se ionicen. Cuando los gases están ionizados, se convierten en un mejor conductor y los electrones pueden ‘saltar’ el espacio entre electrodos para alcanzar el electrodo de tierra. El ‘saltó’ se ve como una chispa y es aquí donde la bujía obtiene su nombre; el nombre técnico adecuado para este salto es 'arco'.
El arco entre el electrodo central y el electrodo de tierra contiene suficiente energía y calor para encender la mezcla de aire/combustible dentro del espacio de combustión. La ignición del combustible ocurre aproximadamente 5 grados antes del punto muerto superior (TDC) y marca el inicio del ciclo de potencia.
¿Cuál es el propósito del resistor en una bujía?
No todas las bujías contienen un resistor, pero casi todas las bujías de automóviles sí lo tienen. El resistor reduce la cantidad de ruido eléctrico creado por la bujía. El ruido eléctrico también se conoce como interferencia electromagnética (EMI) o interferencia de radiofrecuencia (RFI). Debido a que la bujía es efectivamente un conductor, crea su propio campo magnético y también lo hace el arco eléctrico creado por la bujía. Estos campos electromagnéticos pueden interrumpir otros circuitos electrónicos cercanos y causar efectos adversos. Para reducir la probabilidad de EMI en elementos como la unidad de control del motor (ECU), la radio del coche y otros circuitos electrónicos, se instala un resistor.
¿Qué es el 'rango térmico' de una bujía?
El rango térmico de una bujía define las propiedades de conductividad térmica de la bujía. Normalmente se utiliza una escala de rango térmico de 1-10, pero la escala depende del fabricante, es decir, a veces puede ser de 1-11. Las bujías se clasifican en cualquier lugar dentro del rango térmico de la bujía, por ejemplo, un valor de rango térmico de 4.
Las bujías a menudo se denominan como calientes o frías. Una bujía fría es aquella que rechaza el calor rápidamente y se calienta lentamente. Una bujía caliente es aquella que rechaza el calor lentamente y se calienta rápidamente. Las bujías calientes tienen un nariz de aislante larga y delgada, mientras que una bujía fría tiene un nariz de aislante corta y gruesa.
Bujías Calientes y Frías
Los motores pequeños de bajo rendimiento, por ejemplo, cortadoras de césped, recortadoras de setos, etc., usan bujías calientes porque las temperaturas y presiones de operación dentro del espacio de combustión son relativamente bajas. Los motores de alto rendimiento, por ejemplo, coches de carreras, usan bujías frías porque las temperaturas y presiones de operación dentro del espacio de combustión son relativamente altas.
Las bujías de motores de bajo rendimiento pueden tener una calificación de rango térmico entre 1-4. Los motores de alto rendimiento típicamente tienen una calificación de rango térmico entre 8-10.
¿Qué es el 'alcance' de una bujía?
El alcance de una bujía es aproximadamente igual a la longitud de su sección roscada, esto se mide desde donde el cuerpo de la bujía descansa sobre la culata del cilindro hasta el extremo inferior de la rosca. Es importante que siempre se use la bujía de alcance correcto. Las bujías con un alcance demasiado largo corren el riesgo de impactar sobre la corona del pistón a medida que el pistón se acerca al TDC. Instalar una bujía con un alcance demasiado corto o demasiado largo corre el riesgo de acumulación de depósitos de carbono en las roscas, así como un encendido incorrecto.
La Bujía Puede Impactar la Corona del Pistón Si el Alcance es Demasiado Largo
Las bujías se instalan dentro de la culata del cilindro y se fijan atornillando la bujía en la culata. Se debe prestar mucha atención al apretar la bujía a la culata, de lo contrario, la rosca puede desgastarse y el apriete ya no será posible.
Sección Transversal de la Bujía
Recursos Adicionales
https://www.gsparkplug.com/shop/how-spark-plugs-work
https://auto.howstuffworks.com/spark-plugs.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Spark_plug
Atribución de Imágenes
Imagen de bujía caliente y fría: Por Usuario:Emmanuel.boutet (Archivo:Dilatation-spark plug-bougie allumage-fr.svg) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) o CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], vía Wikimedia Commons