¿Qué son las bujías? El funcionamiento del motor depende tanto de este pequeño componente eléctrico que, paradójicamente, a veces se suele olvidar de la gran importancia que tiene.
La pequeña chispa que genera este dispositivo, permite que el motor arranque y lo mantiene en funcionamiento. Su buen estado influye en el rendimiento del motor y, por ende, en el de tu coche.
Te explicaremos en este artículo lo que es una bujía, su funcionamiento, clasificación, tipos y características, partes de una bujía y la función de este componente tan importante. Comencemos.
¿Qué Son Las Bujías?
La bujía es un componente eléctrico que se instala insertado en la culata de algunos motores, y cuya tarea principal es encender, por medio de una chispa eléctrica, la gasolina que en forma de aerosol es introducida a la cámara de combustión por los inyectores.
La bujía es un dispositivo aparentemente simple que tiene como tarea un par de trabajos diferentes pero críticos.
En primer lugar, crea la chispa dentro de la cámara de combustión del motor. El voltaje usado es extremadamente alto para crearla y encender la mezcla dentro de la cámara de combustión, rondando entre los 20.000 y 100.000 voltios.
Las bujías poseen un electrodo central conectado, mediante un cable muy aislado, a un circuito magnético o una bobina de encendido externo.
Con un terminal conectado a tierra en la base de la bujía, esta bobina forma un espacio donde se genera el pequeño arco eléctrico o chispa que encenderá la mezcla de aire y combustible.
Los motores de combustión interna se dividen en motores de encendido por chispa y motores de encendido por compresión o diésel.
⚡Tema importante: ¿Qué Es El Módulo De Control Electrónico ECM?⚡
Los primeros requieren bujías para iniciar la combustión, mientras que los segundos comprimen el aire caliente y luego inyectan combustible diésel para mezclarlo con este aire y autoencenderse.
Los motores diésel a veces usan bujías incandescentes para optimizar el arranque en frío, pero solamente para eso.
La cantidad de bujías que tengas en tu motor, dependerá del tamaño de este, o sea, de la cantidad de cilindros de tu motor.
Para Qué Sirve una Bujía. Función De La Bujía
La bujía tiene dos funciones principales:
1. Encender la mezcla aire/combustible
La energía eléctrica se transmite a través de la bujía, fluyendo por el espacio de chispa, si el voltaje suministrado es lo suficientemente alto. Esta chispa eléctrica provoca el encendido de la mezcla de aire y combustible dentro de la cámara de combustión.
2. Disipar calor de la cámara de combustión
Las bujías deben eliminar calor, no generarlo. La temperatura del espacio de chispa de la bujía debe estar lo suficientemente baja como para evitar el pre-encendido, pero lo suficientemente alta como para evitar la formación de depósitos de carbono.
Como la bujía extrae energía térmica no deseada de la cámara de combustión, se puede decir que funciona como un intercambiador de calor, ya que lo transfiere al sistema de enfriamiento del motor.
La capacidad para disipar el calor de la punta define el rango de calor de la bujía.
¿Cómo Funciona Una Bujía?
El conector o enchufe de la bujía está conectado por medio de un cable, a una bobina de encendido que genera un alto voltaje.
Cuando los electrones fluyen desde esa bobina, se crea una diferencia de voltaje entre el electrodo central y el electrodo lateral de la bujía. No puede fluir corriente entre ellos porque la mezcla de combustible y aire en el espacio entre ellos actúa como un aislante.
A medida que aumenta el voltaje, inicia el cambio de la estructura de los gases entre ambos electrodos, y cuando ese voltaje excede la fuerza aislante o dieléctrica de esos gases, estos se ionizan.
Este gas ionizado se convierte entonces en conductor, permitiendo que los electrones fluyan a través del espacio de chispa. Por lo general las bujías necesitan más de 20.000 voltios para dar chispa correctamente.
A medida que el flujo de electrones atraviesa el espacio de chispa, eleva la temperatura de ese pequeño espacio a 60 000ºC.
El gas ionizado en el espacio de chispa se expande muy rápidamente por este calor intenso, generando un arco eléctrico que es en realidad una pequeña explosión.
Los gases reaccionan entre sí obligados por el intenso calor y la presión, y cuando está culminando la chispa se crea una pequeña bola de fuego en el espacio entre electrodos a medida que los gases por sí solos se queman.
Esta bola de fuego o núcleo tiene un tamaño que depende de la composición exacta de la mezcla entre los electrodos y del grado de turbulencia de la cámara de combustión al momento de generarse la chispa.
Si el núcleo es pequeño hará que el motor funcione con un tiempo de encendido retardado, y si es grande, el motor funcionará entonces con un tiempo de encendido adelantado.
Clasificación de las bujías
Las bujías se pueden clasificar en dos grupos principales diferentes:
- Por su temperatura de funcionamiento.
- Por su material de fabricación.
1. Por temperatura de funcionamiento
Cuando el ciclo de combustión se completa, el calor generado en el mismo debe disiparse.
Este calor se disipa a través del escape de los gases, la pared del cilindro del motor y la superficie de la bujía.
Las bujías se pueden clasificar en dos tipos basándose en la temperatura de funcionamiento y en el nivel de disipación de calor:
1. Bujía caliente
Una bujía caliente funciona en un rango de temperatura más alto, teniendo una menor área de cerámica que funge como aislante del calor.
Este tipo de bujía disipa menos calor de la combustión, permitiendo que tanto la punta como el electrodo permanezcan más calientes manteniendo ese calor en la cámara de combustión. Esto asegura que se queme cualquier acumulación de depósito y no se acumule.
Estas bujías tienden a durar más que las bujías frías, porque las temperaturas son lo suficientemente altas como para quemar los depósitos de carbón. Las bujías calientes funcionan bien en la mayoría de los vehículos estándar.
2. Bujía fría
Para los motores de alto rendimiento que predeterminadamente funcionan a altas temperaturas, el uso de una bujía caliente provocará un pre-encendido y en casos extremos, el derretimiento de la punta.
Esto puede generar daños graves e irreparables a tu motor. Entonces se utiliza una bujía fría para esta clase de motores.
El área de aislamiento cerámico en este caso es más alta, disipando más calor para alejarlo de la punta de la bujía, manteniendo la cámara de combustión menos caliente.
Sin embargo, es propensa a una acumulación de depósitos mayor. Debes asegurarte seguir el manual de instrucciones y utilizar el tipo correcto de bujía recomendado para tu motor, para obtener un rendimiento óptimo.
Estas bujías son ideales para vehículos de alto rendimiento con motores que funcionan a temperatura altas, como aquellos con alta potencia y RPM, aceleración prolongada o conducción a alta velocidad.
También te puede interesar:
Las 6 Fallas Comunes De Las Bujías. Pruebas Y Calibración
2. Por el material de fabricación
Hay 4 tipos de bujías según el material utilizado en los extremos de los electrodos:
1. Tipo cobre-níquel
Estos son los tipos más básicos de bujías. El electrodo central en este caso está fabricado de una aleación de cobre y níquel, debido a que el cobre es muy débil por sí solo y debido al calor del motor se derretiría.
Entonces se agrega níquel en la aleación para fortalecer el electrodo, pero a pesar de esto, son el tipo más débil de bujía disponible en el mercado. También debe fabricarse con un diámetro mayor, por lo que requieren de más voltaje para funcionar.
2. Tipo de platino único
Tiene un pequeño disco de platino en la punta del electrodo central, la cual es exponencialmente más fuerte que un revestimiento de cobre y níquel, lo que hace que este tipo de bujía sea más duradera.
También son menos propensas a la acumulación de residuos.
3. Tipo Doble Platino
Estas bujías tienen puntas de platino tanto en el electrodo central como en el lateral o tierra. Son utilizadas en los sistemas de distribuidor de encendido por chispa de desecho.
Significa esto, que pueden encenderse dos veces en el ciclo, aunque uno de estos encendidos no se utiliza ya que se activa en el punto muerto inferior de la carrera del pistón.
4. Tipo Iridium
Son las mejores bujías disponibles en el mercado. En este caso la punta del electrodo central está fabricada en iridio, que es más fuerte que el níquel, el cobre y el platino. Es por esto que son las menos propensas a generar depósitos y sufrir daños.
Su electrodo es de tamaño pequeño, por lo que requiere de menos voltaje para su funcionamiento. Estas bujías son mucho más costosas que los otros tipos que le describimos, pero por su calidad, se paga por lo que obtiene.
Partes De Una Bujía
Las bujías no son tan simples como se cree en términos de construcción, son dispositivos de precisión, lo cual se puede ver en la cantidad de componentes que tienen. Los listamos a continuación:
1. Nervaduras
Situadas en el aislador, estas proporcionan protección adicional contra el voltaje secundario o descargas disruptivas de chispas. También ayudan a mejorar el agarre de la funda de goma del cable de la bujía contra el cuerpo de la misma.
2. Aislante
El cuerpo del aislador está moldeado con cerámica de óxido de aluminio. Esta parte de la bujía es fabricada utilizando un sistema de moldeo en seco a presión alta. Una vez moldeado, el aislador se hornea a una temperatura que supera el punto de fusión del acero.
Este proceso da como resultado un componente que presenta una excepcional rigidez dieléctrica, alta conductividad térmica y resistencia a los golpes.
3. Hexágono
Este proporciona el punto de contacto para una llave especial para extraer bujías. El tamaño de este hexágono es básicamente estándar en la industria y por lo general está relacionado con el tamaño de la rosca de la bujía.
4. Carcasa
La carcasa de acero se fabrica con tolerancias exactas utilizando un proceso especial de extrusión en frío. Ciertos tipos de bujías hacen uso de un tocho o barra de acero para la construcción de la carcasa.
5. Enchapado
La carcasa generalmente viene enchapada para mejorar la durabilidad, proporcionando resistencia al óxido y a la corrosión. El enchapado es simplemente una capa protectora al metal de la carcasa.
6. Junta
Algunas bujías usan juntas, mientras que otras no lo hacen. La junta que se usa en las bujías es un diseño de acero doblado que proporciona una superficie lisa para fines de sellado.
Las bujías sin junta utilizan una carcasa de asiento cónica que sella a través de una tolerancia estrecha incorporada en la bujía.
7. Rosca
Es la parte de la bujía que permite la fijación en la cámara. Esta rosca está normalizada a nivel internacional por ISO.
Dependiendo del modelo del coche, tendrá un valor diferente en diámetro, paso y altura del perfil.
8. Electrodo de tierra
Hay varias formas y configuraciones diferentes de electrodos de tierra, pero en su mayoría están fabricados en acero de aleación de níquel.
Debe ser resistente a la erosión por chispas y a la erosión química, ambas bajo temperaturas extremas.
9. Electrodo central
Deben estar fabricados con una aleación especial que sea resistente tanto a la erosión por chispa como a la corrosión química.
Debes tener en cuenta que las temperaturas de la cámara de combustión varían, y a veces de manera extrema. El electrodo central debe trabajar bajo estas condiciones.
También te puede interesar:
Cómo Funciona Una Bobina De Encendido. Tipos, Cómo Probar
10. Espacio de chispa
La zona entre el electrodo de tierra y el electrodo central se denomina espacio. Este espacio debe estar calibrado, dependiendo del tipo de bujía.
11. Nariz del aislador
Hay en una gran variedad de tamaños y formas, pero esencialmente, a bajas velocidades del motor, la nariz del aislador debe tener la capacidad de eliminar los depósitos de carbón, aceite y combustible.
La punta del aislador generalmente se enfría para que se reduzcan las temperaturas y la corrosión del electrodo a velocidades más altas del motor.
Conclusión
Las bujías son un componente esencial dentro del funcionamiento de tu automóvil, por lo que es muy importante conocer todos los aspectos posibles relacionados a ellas.
Esta guía te brinda el conocimiento necesario a la hora de afrontar su mantenimiento o su remplazo en caso de falla.
