Una bujía (a veces, en inglés británico , bujía , [1] y, coloquialmente, bujía ) es un dispositivo para suministrar corriente eléctrica desde un sistema de encendido a la cámara de combustión de un motor de encendido por chispa para encender el combustible comprimido. /mezcla de aire mediante una chispa eléctrica , mientras contiene la presión de combustión dentro del motor. Una bujía tiene una carcasa roscada de metal, aislada eléctricamente de un electrodo central mediante un aislante cerámico . El electrodo central, que puede contener una resistencia , está conectado mediante un cable fuertemente aislado al terminal de salida de una bobina de encendido o magneto . La carcasa metálica de la bujía está atornillada a la culata del motor y, por tanto, conectada a tierra . El electrodo central sobresale a través del aislador de porcelana hacia la cámara de combustión , formando uno o más explosores entre el extremo interior del electrodo central y normalmente una o más protuberancias o estructuras unidas al extremo interior de la carcasa roscada y designadas como lado , tierra . , o electrodo(s) de tierra .
Las bujías también podrán utilizarse para otros fines; En Saab Direct Ignition, cuando no están disparando, las bujías se usan para medir la ionización en los cilindros; esta medición de corriente iónica se usa para reemplazar el sensor de fase de leva común, el sensor de detonación y la función de medición de fallas de encendido. [2] Las bujías también se pueden utilizar en otras aplicaciones, como hornos en los que se debe encender una mezcla combustible de combustible y aire. En este caso, a veces se les denomina encendedores de llama . [ cita necesaria ]
En 1860 Étienne Lenoir (el crédito también se atribuye a Edmond Berger, quien inventó pero nunca patentó la bujía el 2 de febrero de 1839) utilizó una bujía eléctrica en su motor de gasolina , el primer motor de pistón de combustión interna. A Lenoir generalmente se le atribuye la invención de la bujía. [3] [4]
Las primeras patentes de bujías incluyeron las de Nikola Tesla (en la patente estadounidense 609.250 para un sistema de sincronización del encendido, 1898), Frederick Richard Simms (GB 24859/1898, 1898) y Robert Bosch (GB 26907/1898). Sólo la invención de la primera bujía de alto voltaje comercialmente viable como parte de un sistema de encendido por magneto por parte del ingeniero de Robert Bosch, Gottlob Honold, en 1902 hizo posible el desarrollo del motor de encendido por chispa . Las mejoras de fabricación posteriores se pueden atribuir a Albert Champion , [5] a los hermanos Lodge , hijos de Sir Oliver Lodge , quienes desarrollaron y fabricaron la idea de su padre [6] y también a Kenelm Lee Guinness , de la familia cervecera Guinness , quien desarrolló la Marca KLG. Helen Blair Bartlett jugó un papel vital en la fabricación del aislante en 1930. [7]
La función de una bujía es producir una chispa en el tiempo necesario para encender la mezcla combustible. El enchufe está conectado al alto voltaje generado por una bobina de encendido o magneto . A medida que la corriente fluye desde la bobina, se desarrolla un voltaje entre los electrodos central y lateral. Inicialmente no puede fluir corriente porque el combustible y el aire en el espacio son un aislante, pero a medida que el voltaje aumenta aún más comienza a cambiar la estructura de los gases entre los electrodos. Una vez que el voltaje excede la rigidez dieléctrica de los gases, los gases se ionizan . El gas ionizado se convierte en un conductor y permite que la corriente fluya a través del espacio. Las bujías generalmente requieren un voltaje de 12 000 a 25 000 voltios o más para "dispararse" correctamente, aunque puede llegar hasta 45 000 voltios. Suministran mayor corriente durante el proceso de descarga, lo que da como resultado una chispa más caliente y de mayor duración.
A medida que la corriente de electrones atraviesa la brecha, eleva la temperatura del canal de chispa a 60.000 K. El intenso calor en el canal de chispa hace que el gas ionizado se expanda muy rápidamente, como una pequeña explosión. Este es el "clic" que se escucha al observar una chispa, similar al relámpago y al trueno .
El calor y la presión obligan a los gases a reaccionar entre sí, y al final del evento de chispa debería haber una pequeña bola de fuego en el explosor mientras los gases se queman por sí solos. El tamaño de esta bola de fuego, o núcleo, depende de la composición exacta de la mezcla entre los electrodos y del nivel de turbulencia de la cámara de combustión en el momento de la chispa. Un núcleo pequeño hará que el motor funcione como si se hubiera retrasado el tiempo de encendido , y uno grande, como si se hubiera adelantado el tiempo de encendido. [ cita necesaria ]
Una bujía se compone de una carcasa, un aislante y un conductor central. Pasa a través de la pared de la cámara de combustión y por lo tanto también debe sellar la cámara de combustión contra altas presiones y temperaturas sin deteriorarse durante largos períodos de tiempo y uso prolongado.
Las bujías se especifican por tamaño, ya sea rosca o tuerca (a menudo denominada Euro ), tipo de sellado (arandela cónica o aplastante) y distancia de chispa. Los tamaños de rosca (tuercas) comunes en Europa son 10 mm (16 mm), 14 mm (21 mm; a veces, 16 mm) y 18 mm (24 mm, a veces, 21 mm). En los Estados Unidos, los tamaños de rosca (tuercas) comunes son 10 mm (16 mm), 12 mm (14 mm, 16 mm o 17,5 mm), 14 mm (16 mm, 20,63 mm) y 18 mm (20,63 mm). [8]
La parte superior de la bujía contiene un terminal para conectarse al sistema de encendido . A lo largo de los años, los fabricantes han introducido variaciones en la configuración del terminal. La construcción exacta del terminal varía según el uso de la bujía. La mayoría de los cables de las bujías de los automóviles de pasajeros se encajan en el terminal de la bujía, pero algunos cables tienen conectores de ojal que se sujetan a la bujía debajo de una tuerca. La configuración estándar SAE de tuerca sólida no extraíble es común para muchos automóviles y camiones. Los enchufes que se utilizan para estas aplicaciones a menudo tienen el extremo del terminal con un doble propósito como tuerca en un eje roscado delgado, de modo que se pueden usar para cualquier tipo de conexión. Este tipo de bujía tiene una tuerca o moleta extraíble, lo que permite a sus usuarios conectarlas a dos tipos diferentes de fundas para bujías. Algunas bujías tienen la rosca desnuda, que es un tipo común en motocicletas y vehículos todo terreno. Finalmente, en años muy recientes, se ha introducido un terminal estilo copa, que permite colocar un aislante cerámico más largo en el mismo espacio reducido. [9]
La parte principal del aislante suele estar hecha de alúmina sinterizada (Al 2 O 3 ), [10] [11] un material cerámico muy duro con alta rigidez dieléctrica , impreso con el nombre del fabricante y marcas de identificación, luego vidriado para mejorar la resistencia a Seguimiento de chispas en la superficie. Sus funciones principales son proporcionar soporte mecánico y aislamiento eléctrico para el electrodo central, al tiempo que proporciona una trayectoria de chispa extendida para protección contra descargas eléctricas. Esta porción extendida, particularmente en motores con bujías profundamente hundidas, ayuda a extender el terminal por encima de la culata para hacerlo más fácilmente accesible.
Otra característica de la alúmina sinterizada es su buena conducción del calor, lo que reduce la tendencia del aislante a brillar con el calor y, por tanto, encender la mezcla prematuramente.
Al alargar la superficie entre el terminal de alto voltaje y la caja metálica conectada a tierra de la bujía, la forma física de las nervaduras funciona para mejorar el aislamiento eléctrico y evitar que la energía eléctrica se escape a lo largo de la superficie aislante desde el terminal hasta la caja metálica. El recorrido interrumpido y más largo hace que la electricidad encuentre más resistencia a lo largo de la superficie de la bujía incluso en presencia de suciedad y humedad. Algunas bujías se fabrican sin nervaduras; las mejoras en la rigidez dieléctrica del aislante los hacen menos importantes. [ cita necesaria ]
En las bujías modernas (posteriores a la década de 1930), la punta del aislante que sobresale hacia la cámara de combustión es la misma cerámica de óxido de aluminio sinterizado (alúmina) que la parte superior, simplemente sin vidriar. Está diseñado para soportar 650 °C (1200 °F) y 60 kV.
Las bujías más antiguas, especialmente en los aviones, utilizaban un aislante hecho de capas apiladas de mica , comprimidas por la tensión en el electrodo central.
Con el desarrollo de la gasolina con plomo en la década de 1930, los depósitos de plomo en la mica se convirtieron en un problema y redujeron el intervalo entre la necesidad de limpiar la bujía. Para contrarrestar esto, Siemens desarrolló alúmina sinterizada en Alemania. [12] La alúmina sinterizada es un material superior a la mica o la porcelana porque es un conductor térmico relativamente bueno para una cerámica, mantiene una buena resistencia mecánica y resistencia al choque (térmico) a temperaturas más altas, y esta capacidad de calentarse le permite ser funcionar a temperaturas de "autolimpieza" sin una degradación rápida. También permite una construcción sencilla de una sola pieza a bajo coste pero con una alta fiabilidad mecánica. Las dimensiones del aislante y del núcleo conductor metálico determinan el rango de calor del enchufe. Los aisladores cortos suelen ser enchufes "más fríos", mientras que los enchufes "más calientes" se fabrican con un recorrido alargado hasta el cuerpo metálico, aunque esto también depende del núcleo metálico térmicamente conductor.
Debido a que la bujía también sella la cámara de combustión del motor cuando se instala, se requieren sellos para garantizar que no haya fugas en la cámara de combustión. Los sellos internos de los tapones modernos están hechos de polvo de vidrio/metal comprimido, pero los sellos de estilo antiguo generalmente se hacían mediante el uso de soldadura fuerte multicapa . El sello externo suele ser una arandela de aplastamiento , pero algunos fabricantes utilizan el método más económico de una interfaz cónica y una compresión simple para intentar sellar.
La carcasa/carcasa metálica (o la chaqueta , como mucha gente la llama) de la bujía resiste el par de apriete de la bujía, sirve para eliminar el calor del aislante y pasarlo a la culata, y actúa como tierra para las chispas pasan a través del electrodo central hacia el electrodo lateral. Las roscas de las bujías están laminadas en frío para evitar la fatiga del ciclo térmico. Es importante instalar bujías con el "alcance" o longitud de rosca correctos. El alcance de las bujías puede variar de 0,095 a 2,649 cm (0,0375 a 1,043 pulgadas), como para aplicaciones automotrices y de motores pequeños. [13] Además, la carcasa de una bujía marina es de metal recubierto de cromato de zinc por doble inmersión. [14]
El electrodo central está conectado al terminal a través de un cable interno y comúnmente una resistencia en serie cerámica para reducir la emisión de ruido de RF procedente de las chispas. Las bujías sin resistencia, que comúnmente se venden sin una "R" en el número de pieza del tipo de bujía, carecen de este elemento para reducir la interferencia electromagnética con radios y otros equipos sensibles. La punta puede estar hecha de una combinación de cobre , níquel - hierro , cromo o metales nobles .
A finales de la década de 1970, el desarrollo de motores alcanzó una etapa en la que el rango térmico de las bujías convencionales con electrodos centrales de aleación de níquel sólido no podía satisfacer sus demandas. Una bujía que estuviera lo suficientemente fría para hacer frente a las demandas de la conducción a alta velocidad no sería capaz de quemar los depósitos de carbón causados por las condiciones urbanas de parada y arranque, y se estropearía en estas condiciones, haciendo que el motor fallara. De manera similar, una bujía que estuviera lo suficientemente caliente como para funcionar sin problemas en la ciudad podría derretirse cuando fuera necesario hacer frente a una circulación prolongada a alta velocidad en las autopistas. La respuesta a este problema, ideada por los fabricantes de bujías, fue utilizar un material y un diseño diferentes para el electrodo central que fuera capaz de transportar el calor de la combustión lejos de la punta de manera más efectiva que una aleación sólida de níquel. El cobre fue el material elegido para la tarea y Floform creó un método para fabricar el electrodo central con núcleo de cobre.
El electrodo central suele ser el que está diseñado para expulsar los electrones (el cátodo , es decir, de polaridad negativa [15] con respecto al bloque del motor), porque normalmente es la parte más caliente de la bujía; es más fácil emitir electrones desde una superficie caliente, debido a las mismas leyes físicas que aumentan las emisiones de vapor desde superficies calientes (ver emisión termoiónica ). [16] Además, los electrones se emiten donde la intensidad del campo eléctrico es mayor; esto es desde donde el radio de curvatura de la superficie es más pequeño, desde una punta o borde afilado en lugar de una superficie plana (ver descarga de corona ). [16] El uso del electrodo lateral más frío y romo como negativo requiere hasta un 45 por ciento más de voltaje, [16] por lo que pocos sistemas de encendido, aparte de la chispa desperdiciada, están diseñados de esta manera. [17] Los sistemas de chispas residuales imponen una mayor tensión a las bujías, ya que disparan alternativamente electrones en ambas direcciones (desde el electrodo de tierra al electrodo central, no solo desde el electrodo central al electrodo de tierra). Como resultado, los vehículos con dicho sistema deberían tener metales preciosos en ambos electrodos, no solo en el electrodo central, para aumentar los intervalos de reemplazo de servicio, ya que desgastan el metal más rápidamente en ambas direcciones, no solo en una. [18]
Sería más fácil extraer electrones de un electrodo puntiagudo, pero un electrodo puntiagudo se erosionaría después de sólo unos segundos. En cambio, los electrones se emiten desde los bordes afilados del extremo del electrodo; A medida que estos bordes se erosionan, la chispa se vuelve más débil y menos confiable.
Hubo un tiempo en que era común quitar las bujías, limpiar los depósitos de los extremos ya sea manualmente o con un equipo de arenado especializado y limar el extremo del electrodo para restaurar los bordes afilados, pero esta práctica se ha vuelto menos frecuente por tres razones:
El desarrollo de electrodos de alta temperatura de metales nobles (utilizando metales como itrio , iridio , tungsteno , paladio o rutenio , así como platino , plata u oro de valor relativamente alto ) permite el uso de un alambre central más pequeño, que tiene bordes más afilados. pero no se derretirá ni se corroerá. Estos materiales se utilizan por sus altos puntos de fusión y durabilidad, no por su conductividad eléctrica (que es irrelevante en serie con la resistencia o los cables del enchufe). El electrodo más pequeño también absorbe menos calor de la chispa y de la energía inicial de la llama.
Firestone comercializó bujías de polonio entre 1940 y 1953. Si bien la cantidad de radiación de las bujías era minúscula y no representaba una amenaza para el consumidor, los beneficios de dichas bujías disminuyeron rápidamente después de aproximadamente un mes debido a la corta vida media del polonio, y porque la acumulación en los conductores bloquearía la radiación que mejoraba el rendimiento del motor. La premisa detrás de la bujía de polonio, así como del prototipo de bujía de radio de Alfred Matthew Hubbard que la precedió, era que la radiación mejoraría la ionización del combustible en el cilindro y así permitiría que la bujía se disparara más rápida y eficientemente. [19] [20]
El electrodo lateral (también conocido como "correa de tierra") está hecho de acero con alto contenido de níquel y está soldado o forjado en caliente al costado de la carcasa metálica. El electrodo lateral también se calienta mucho, especialmente en los tapones de punta salientes. Algunos diseños han proporcionado un núcleo de cobre a este electrodo para aumentar la conducción de calor. También se pueden utilizar múltiples electrodos laterales, de modo que no se superpongan al electrodo central. Al electrodo de tierra también se le pueden agregar pequeñas almohadillas de platino o incluso iridio para aumentar la vida útil. [21]
Las bujías generalmente están diseñadas para tener una distancia entre chispas que el técnico que instala la bujía puede ajustar doblando ligeramente el electrodo de tierra. Se puede especificar la misma bujía para varios motores diferentes, requiriendo un espacio diferente para cada uno. Las bujías de los automóviles generalmente tienen un espacio entre 0,6 y 1,8 mm (0,024 y 0,071 pulgadas). La brecha puede requerir un ajuste desde la brecha lista para usar.
Un medidor de separación de bujías es un disco con un borde inclinado o con cables redondos de diámetros precisos y se utiliza para medir la separación. El uso de una galga de espesores con hojas planas en lugar de cables redondos, como se usa en los puntos de distribución o en el juego de válvulas , dará resultados erróneos debido a la forma de los electrodos de las bujías. [ cita necesaria ] Los calibres más simples son una colección de llaves de varios espesores que coinciden con los espacios deseados y el espacio se ajusta hasta que la llave encaje perfectamente. Con la tecnología de motores actual, que incorpora universalmente sistemas de encendido de estado sólido e inyección de combustible computarizada , las holguras utilizadas son en promedio mayores que en la era de los carburadores y los distribuidores de puntos de ruptura, hasta el punto de que los medidores de bujías de esa época no siempre pueden medir las holguras requeridas. de los coches actuales. [ cita necesaria ] [22] Los vehículos que utilizan gas natural comprimido generalmente requieren espacios más estrechos que los vehículos que utilizan gasolina. [23]
El ajuste de la separación (también llamado "separación de las bujías") puede ser crucial para el funcionamiento adecuado del motor. Un espacio estrecho puede generar una chispa demasiado pequeña y débil para encender eficazmente la mezcla de aire y combustible, pero la bujía casi siempre se disparará en cada ciclo. Un espacio demasiado ancho puede impedir que se dispare una chispa o puede fallar a altas velocidades, pero generalmente tendrá una chispa fuerte para una combustión limpia. Es posible que una chispa que de manera intermitente no logra encender la mezcla de aire y combustible no se note directamente, pero se mostrará como una reducción en la potencia del motor y la eficiencia del combustible . No se recomienda el ajuste de la holgura para bujías de iridio y platino, porque existe el riesgo de dañar un disco de metal soldado al electrodo. [24]
A lo largo de los años, se han realizado variaciones en el diseño básico de las bujías para proporcionar un mejor encendido, una vida útil más larga o ambas cosas. Tales variaciones incluyen el uso de dos, tres o cuatro electrodos de tierra igualmente espaciados que rodean el electrodo central. Otras variaciones incluyen el uso de un electrodo central empotrado rodeado por la rosca de la bujía, que efectivamente se convierte en el electrodo de tierra (consulte "bujía de descarga superficial", a continuación). También existe el uso de una muesca en forma de V en la punta del electrodo de tierra. Los electrodos de tierra múltiples generalmente brindan una vida útil más larga, ya que cuando la distancia entre chispas se ensancha debido al desgaste de la descarga eléctrica, la chispa se mueve a otro electrodo de tierra más cercano. La desventaja de los electrodos de tierra múltiples es que puede producirse un efecto de protección en la cámara de combustión del motor que inhibe la superficie de la llama a medida que se quema la mezcla de aire y combustible. Esto puede resultar en una combustión menos eficiente y un mayor consumo de combustible. También es difícil o casi imposible ajustarlos a otro tamaño de espacio uniforme.
Un motor de pistón tiene una parte de la cámara de combustión que siempre está fuera del alcance del pistón; y en esta zona es donde se ubica la bujía convencional. Un motor Wankel tiene un área de combustión que varía permanentemente; y la bujía es inevitablemente barrida por los sellos superiores del rotor. Si una bujía sobresaliera dentro de la cámara de combustión del Wankel, sería golpeada por el sello del ápice que pasa, pero si la bujía estuviera empotrada para evitar esto, el acceso de la mezcla a la chispa se reduciría, lo que provocaría un fallo de encendido o una combustión incompleta. Por eso se desarrolló un nuevo tipo de bujía de "descarga superficial", que presenta una cara casi plana hacia la cámara de combustión. Un electrodo central rechoncho sobresale muy ligeramente y todo el cuerpo del enchufe conectado a tierra actúa como electrodo lateral. Por lo tanto, los electrodos se ubican justo más allá del alcance del sello del ápice que pasa, mientras que la chispa es accesible a la mezcla de combustible/aire. La distancia del arco permanece constante durante toda la vida útil de una bujía con distancia entre superficies, y la trayectoria de la chispa variará continuamente (en lugar de ir del electrodo central al lateral como en una bujía convencional). [ cita necesaria ] Una ventaja adicional del diseño de espacio en la superficie es que el electrodo lateral no puede romperse y potencialmente causar daños al motor, aunque esto tampoco sucede a menudo con las bujías convencionales. [ cita necesaria ]
La mayoría de las bujías se sellan a la culata con una arandela de metal hueca o doblada de un solo uso que se aplasta ligeramente entre la superficie plana de la culata y la de la bujía, justo encima de las roscas. Algunas bujías tienen un asiento cónico que no utiliza arandela. Se supone que el torque para instalar estos enchufes es menor que el de un enchufe con arandela sellada. [25] Las bujías con asientos cónicos nunca deben instalarse en vehículos con cabezas que requieran arandelas, y viceversa. De lo contrario, se produciría un sellado deficiente o un alcance incorrecto debido a que las roscas no se asientan correctamente en los cabezales.
La longitud de la parte roscada del tapón debe coincidir estrechamente con el grosor de la cabeza. Si una bujía se adentra demasiado en la cámara de combustión, el pistón puede golpearla y dañar el motor internamente. De manera menos dramática, si las roscas de la bujía se extienden hacia la cámara de combustión, los bordes afilados de las roscas actúan como fuentes puntuales de calor que pueden causar un preencendido ; además, los depósitos que se forman entre las roscas expuestas pueden dificultar la extracción de los tapones, llegando incluso a dañar las roscas de las cabezas de aluminio en el proceso de extracción.
Sin embargo, la protrusión de la punta dentro de la cámara también afecta el rendimiento del obturador; cuanto más central esté la descarga de chispas, generalmente mejor será la ignición de la mezcla de aire y combustible, aunque los expertos creen que el proceso es más complejo y depende de la forma de la cámara de combustión. Por otro lado, si un motor está "quemando aceite", el exceso de aceite que se filtra hacia la cámara de combustión tiende a ensuciar la punta de la bujía e inhibir la chispa; En tales casos, una bujía con menos protuberancia de lo que normalmente requeriría el motor a menudo acumula menos suciedad y funciona mejor durante un período más largo. Se venden adaptadores especiales "antiincrustantes" que se ajustan entre la bujía y el cabezal para reducir la protuberancia de la bujía precisamente por este motivo, en motores más antiguos con graves problemas de quema de aceite; Esto hará que la ignición de la mezcla de combustible y aire sea menos efectiva, pero en tales casos esto tiene menos importancia.
La temperatura de funcionamiento de una bujía es la temperatura física real en la punta de la bujía dentro del motor en marcha, normalmente entre 500 y 800 °C (932 y 1472 °F). Esto es importante porque determina la eficiencia de la autolimpieza de la bujía y está determinada por una serie de factores, pero principalmente por la temperatura real dentro de la cámara de combustión. No existe una relación directa entre la temperatura de funcionamiento real de la bujía y el voltaje de la chispa. Sin embargo, el nivel de par que produce actualmente el motor influirá fuertemente en la temperatura de funcionamiento de la bujía porque la temperatura y presión máximas se producen cuando el motor está funcionando cerca de la salida de par máxima (el par y la velocidad de rotación determinan directamente la salida de potencia ). La temperatura del aislante responde a las condiciones térmicas a las que está expuesto en la cámara de combustión, pero no al revés. Si la punta de la bujía está demasiado caliente, puede provocar un preencendido o, a veces, una detonación o un golpe , y pueden producirse daños. Si hace demasiado frío, se pueden formar depósitos eléctricamente conductores en el aislante, lo que provocará una pérdida de energía de la chispa o un cortocircuito real de la corriente de la chispa.
Se dice que una bujía está "caliente" si es un mejor aislante térmico y mantiene más calor en la punta de la bujía. Se dice que una bujía está "fría" si puede conducir más calor fuera de la punta de la bujía y reducir la temperatura de la punta. Si una bujía está "caliente" o "fría" se conoce como rango de calor de la bujía. El rango de calor de una bujía generalmente se especifica como un número; algunos fabricantes usan números ascendentes para bujías más calientes y otros hacen lo contrario: usan números ascendentes para bujías más frías.
El rango de calor de una bujía se ve afectado por la construcción de la bujía: los tipos de materiales utilizados, la longitud del aislante y el área de superficie de la bujía expuesta dentro de la cámara de combustión. Para un uso normal, la selección del rango de calor de la bujía es un equilibrio entre mantener la punta lo suficientemente caliente al ralentí para evitar que se ensucie y lo suficientemente fría a la potencia máxima para evitar el preencendido o el golpeteo del motor . Al examinar una al lado de la otra las bujías "más calientes" y "más frías" del mismo fabricante, se puede ver muy claramente el principio involucrado; las bujías más frías tienen un aislante cerámico más sustancial que llena el espacio entre el electrodo central y la carcasa, lo que permite efectivamente que la carcasa transporte más calor, mientras que las bujías más calientes tienen menos material cerámico, de modo que la punta está más aislada del cuerpo del enchufe y retiene mejor el calor.
El calor de la cámara de combustión se escapa a través de los gases de escape, las paredes laterales del cilindro y la propia bujía. El rango de calor de una bujía tiene sólo un efecto mínimo sobre la cámara de combustión y la temperatura general del motor. Una bujía fría no enfriará materialmente la temperatura de funcionamiento del motor. (Sin embargo, una bujía demasiado caliente puede provocar indirectamente una condición de preignición descontrolada que puede aumentar la temperatura del motor). Más bien, el efecto principal de una bujía "caliente" o "fría" es afectar la temperatura de la punta de la bujía. bujía.
Antes de la era moderna de la inyección de combustible computarizada, era común especificar al menos un par de rangos de calor diferentes para las bujías de un motor de automóvil; un enchufe más caliente para los automóviles que circulaban en su mayoría lentamente por la ciudad, y un enchufe más frío para el uso sostenido de alta velocidad en autopistas. Sin embargo, esta práctica se ha vuelto obsoleta ahora que las mezclas de combustible y aire de los automóviles y las temperaturas de los cilindros se mantienen dentro de un rango estrecho, con el fin de limitar las emisiones. Sin embargo, los motores de carreras aún se benefician al elegir un rango de calor de bujía adecuado. Los motores de carreras muy antiguos a veces tienen dos juegos de bujías, uno solo para arrancar y otro que se instala para conducir una vez que el motor se calienta.
Los fabricantes de bujías utilizan números diferentes para indicar el rango de calor de sus bujías. Algunos fabricantes, como Denso y NGK, tienen cifras que aumentan a medida que hace más frío. Por el contrario, Champion, Bosch, BRISK, Beru y ACDelco utilizan un sistema de rango de calor en el que los números aumentan a medida que las bujías se calientan. Como resultado, los números de rango de calor deben traducirse entre los diferentes fabricantes y no pueden intercambiarse casualmente como iguales.
El extremo de encendido de la bujía se verá afectado por el ambiente interno de la cámara de combustión. Como la bujía se puede quitar para inspeccionarla, se pueden examinar los efectos de la combustión en la bujía. Un examen o "lectura" de las marcas características en el extremo de encendido de la bujía puede indicar condiciones dentro del motor en marcha. Los fabricantes de motores y bujías publicarán información sobre las marcas características en las tablas de lectura de bujías.
Una decoloración marrón clara de la punta del bloque indica un funcionamiento adecuado; otras condiciones pueden indicar un mal funcionamiento. Por ejemplo, un aspecto arenado en la punta de la bujía significa que se está produciendo una detonación ligera y persistente , a menudo imperceptible. El daño que se produce en la punta de la bujía también se produce en el interior del cilindro. Una detonación fuerte puede provocar la rotura total del aislador de la bujía y de las piezas internas del motor antes de aparecer como erosión con chorro de arena, pero se escucha fácilmente. Como otro ejemplo, si la bujía está demasiado fría, se formarán depósitos en la punta de la bujía. Por el contrario, si el tapón está demasiado caliente, la porcelana tendrá un aspecto poroso, casi como el azúcar. El material que sella el electrodo central al aislante se evaporará. A veces, el extremo del tapón aparecerá vidriado, ya que los depósitos se han derretido.
Un motor en ralentí tendrá un impacto diferente en las bujías que uno funcionando a toda velocidad . Las lecturas de las bujías solo son válidas para las condiciones de funcionamiento más recientes del motor y hacer funcionar el motor en diferentes condiciones puede borrar u oscurecer las marcas características dejadas previamente en las bujías. La información más valiosa se obtiene haciendo funcionar el motor a alta velocidad y carga completa, cortando inmediatamente el encendido y deteniéndolo sin ralentí ni funcionamiento a baja velocidad y quitando las bujías para realizar la lectura. [ cita necesaria ]
Se encuentran disponibles visores de lectura de bujías, que son simplemente una combinación de linterna y lupa, para mejorar la lectura de las bujías.
La "indexación" de las bujías durante la instalación implica instalar la bujía de modo que el área abierta de su espacio, no cubierta por el electrodo de tierra, mire hacia el centro de la cámara de combustión en lugar de hacia una de sus paredes. La teoría sostiene que esto maximizará la exposición de la mezcla de combustible y aire a la chispa, asegurando también que cada cámara de combustión tenga una disposición uniforme y, por lo tanto, resulte en un mejor encendido. La indexación se logra marcando la ubicación del espacio en el exterior del tapón, instalándolo y observando la dirección en la que mira la marca. Luego se retira el tapón y se agregan arandelas para cambiar la orientación del tapón apretado. Esto debe hacerse individualmente para cada tapón, ya que la orientación del hueco con respecto a las roscas de la carcasa es aleatoria . Algunos enchufes se fabrican con una orientación del espacio no aleatoria y generalmente están marcados como tales mediante un sufijo al número de modelo; Por lo general, estos los especifican los fabricantes de motores muy pequeños donde la punta de la bujía y los electrodos forman una parte significativamente grande de la forma de la cámara de combustión. El Honda Insight tiene bujías indexadas de fábrica, con cuatro números de pieza diferentes disponibles que corresponden a los diferentes grados de indexación para lograr la combustión más eficiente y la máxima eficiencia de combustible. [ cita necesaria ]
1860[:] Lenoir produce la primera bujía.
