La Bujia y sus partes
La bujía es el elemento que produce el encendido de la mezcla de combustible y oxígeno en los cilindros, mediante una chispa, en un motor de combustión interna de encendido provocado (MEP), tanto alternativo de ciclo Otto como Wankel. Su correcto funcionamiento es crucial para el buen desarrollo del proceso de combustión/expansión del ciclo Otto, ya sea de 2 tiempos (2T) como de 4 tiempos (4T) y pertenece al sistema de encendido del motor.
Funcionamiento
La bujía tiene dos funciones primarias:
La función principal de una bujía de encendido es conducir la corriente eléctrica generada en el trasformador hasta la cámara de combustión, y transformarla en una chispa eléctrica de alta tensión, lo que dará inicio a la combustión, es decir, es un ítem responsable por la correcta quema de la mezcla aire combustible.
En el momento que ocurre la chispa eléctrica entre los electrodos de la bujía, se inicia la quema del combustible generando una “esfera de fuego”. El “frente de llama” se propaga a lo largo de la cámara de combustión quemando la mezcla de aire / combustible y promoviendo la expansión de los gases.
Una bujía debe tener las siguientes características:
- Estanca a la presión: a pesar de las distintas condiciones de funcionamiento no debe permitir el paso de gases desde el interior del cilindro al exterior del mismo.
- Resistencia del material aislante a los esfuerzos térmicos, mecánicos y eléctricos: no debe ser atacado por los hidrocarburos y los ácidos que se forman durante la combustión. Debe mantener sus propiedades de aislamiento eléctrico sin partirse por las exigencias mecánicas.
- Adecuada graduación térmica: para asegurar a la bujía un funcionamiento correcto, la temperatura de la misma parte situada debe oscilar entre 500 y 600 °C. La forma de la bujía y más concretamente la longitud del aislante central cerámico, darán la capacidad de transmisión de calor a la culata, lo cual determinará la temperatura estable de funcionamiento.
Las bujías convierten la energía eléctrica generada por la bobina del encendido en un arco eléctrico, el cual a su vez permite que la mezcla de aire y combustible se expanda rápidamente generando trabajo mecánico que se transmite al pistón o émbolo rotatorio (Wankel). Para ello hay que suministrar un voltaje suficientemente elevado a la bujía, por parte del sistema de encendido del motor para que se produzca la chispa, al menos de 5.000 V. Esta función de elevación del voltaje se hace por autoinducción en la bobina de alta tensión.
La temperatura de la punta de encendido de la bujía debe de encontrarse lo suficientemente baja como para prevenir la preignición o detonación, pero lo suficientemente alta como para prevenir la carbonización. Esto es llamado «rendimiento térmico», y es determinado por el rango térmico de la bujía. Es importante tener esto presente, porque según el tipo de motor, especialmente el número de veces que se produce la chispa en la unidad de tiempo (régimen motor) nos va a determinar la temperatura de funcionamiento. La bujía trabaja como un intercambiador de calor sacando energía térmica de la cámara de combustión, y transfiriendo el calor fuera de la cámara de combustión hacia la culata, y de ahí al sistema de refrigeración del motor. El rango térmico está definido como la capacidad de una bujía para disipar el calor.
La tasa de transferencia de calor se determina por:
- La profundidad del aislador;
- Flujo de gases frescos alrededor de la bujía;
- La construcción/materiales del electrodo central y el aislante de porcelana.
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