Construcción de bujías

La parte superior de la bujía contiene un terminal para connect al sistema de encendido.

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 pala que se sujetan a la bujía debajo de una tuerca.
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.

Éstas son una parte necesaria de la bujía.

Diámetro de paso

El diámetro de la bujía se mide a través de la rosca. El paso para cada diámetro de bujía se enumera a continuación. Esta información es útil cuando se busca perforar un orificio en la culata de un cilindro para colocar una bujía.

M8 x 1,0 mm
M10 x 1,0 mm
M12 x 1,25 mm
M14 x 1,25 mm
M18 x 1,5 mm
M22 x 1,5 mm

Costillas

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.

Aislante

La parte principal del aislante está fabricada en porcelana. Su función principal es proporcionar soporte mecánico al electrodo central y, al mismo tiempo, aislar el alto voltaje.

Tiene una función secundaria, especialmente en los motores modernos con bujías muy inaccesibles, al extender el terminal por encima de la culata para hacerlo más fácilmente accesible.

Costillas

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.

Punta aislante

La punta del aislante, la parte que va desde el cuerpo metálico de la bujía hasta el electrodo central que sobresale hacia la cámara de combustión, debe resistir altas temperaturas manteniendo el aislamiento eléctrico. Para evitar el sobrecalentamiento del electrodo, éste también debe ofrecer una buena conductividad térmica. La porcelana del aislante principal es inadecuada, por lo que se utiliza una cerámica de óxido de aluminio sinterizado, diseñada para soportar 650°C y 60.000 V. La composición exacta y la longitud del aislante determinan el rango de calor del enchufe. Los aisladores cortos son enchufes "más fríos". Los enchufes "más calientes" se fabrican con un recorrido alargado hacia el cuerpo metálico, aislando el aislante en gran parte de su longitud con una ranura anular. 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 óxido de aluminio sinterizado en Alemania.

Focas

Como la bujía también sella la cámara de combustión del motor cuando está instalada, las juntas garantizan que no haya fugas en la cámara de combustión. El sello se realiza típicamente mediante el uso de soldadura fuerte multicapa, ya que no hay composiciones de soldadura fuerte que humedezcan tanto la carcasa cerámica como la metálica y, por lo tanto, se requieren aleaciones intermedias.

Estuche de metal

La caja metálica (o la "chaqueta", como mucha gente la llama) de la bujía soporta el par de apriete de la bujía, sirve para eliminar el calor del aislante y transmitirlo a la culata, y actúa como masa para el chispas que pasan a través del electrodo central hacia el electrodo lateral. Como actúa como tierra, puede ser perjudicial si se toca mientras se enciende.

Electrodo central

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 radio proveniente de las chispas. La punta puede estar hecha de una combinación de cobre, níquel-hierro, cromo o metales preciosos. A finales de los años setenta, el desarrollo de los motores llegó a una etapa en la que el "rango térmico" de las bujías convencionales con electrodos centrales de aleación sólida de níquel 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 estaba lo suficientemente "caliente" como para funcionar sin problemas en la ciudad, en realidad podría derretirse cuando se le pide que haga frente a una circulación prolongada a alta velocidad en las autopistas, causando graves daños al motor. La respuesta a este problema, ideada por los fabricantes de bujías, fue un electrodo central que alejaba el calor de la combustión de la punta de forma más eficaz de lo que era posible con 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) porque es la parte más caliente (normalmente) del enchufe; 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). 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, i decir desde una punta o borde afilado en lugar de una superficie plana (ver descarga de corona). 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 ya que las bujías ahora son simplemente reemplazados, a intervalos mucho más largos. El desarrollo de electrodos de alta temperatura de metales preciosos (que utilizan metales como itrio, iridio, platino, tungsteno o paladio, así como plata u oro, relativamente prosaicos) permite el uso de un alambre central más pequeño, que tiene bordes más afilados pero no derretirse o corroerse. El electrodo más pequeño también absorbe menos calor de la chispa y de la energía inicial de la llama. En un momento, Firestone comercializó bujías con polonio en la punta, bajo la cuestionable teoría de que la radioactividad ionizaría el aire en el hueco, facilitando la formación de chispas.

Electrodo lateral o electrodo de tierra:rn El electrodo lateral está hecho de acero con alto contenido de níquel y está soldado al costado de la caja 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.