Construcción de bujías

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 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 usan para estas aplicaciones a menudo tienen el extremo del terminal con un doble propósito como la tuerca en un eje roscado delgado para que puedan usarse para cualquier tipo de conexión.

Estos son una parte necesaria de la bujía.

Diámetro de paso

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

M8 x 1,0 mm
M10x1,0mm
M12 x 1,25 mm
M14 x 1,25 mm
M18x1,5 mm
M22 x 1,5 mm

Costillas

Al alargar la superficie entre el terminal de alto voltaje y la carcasa 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 carcasa metálica. El camino 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 aislador está hecha de porcelana. Su función principal es proporcionar soporte mecánico para el electrodo central, mientras aísla el alto voltaje.

Tiene un papel secundario, particularmente en los motores modernos con bujías profundamente inaccesibles, al extender el terminal por encima de la culata para que sea más accesible.

Costillas

Al alargar la superficie entre el terminal de alto voltaje y la carcasa 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 carcasa metálica. El camino 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 aislador, la parte que va desde el cuerpo metálico de la bujía hasta el electrodo central que sobresale en la cámara de combustión, debe resistir altas temperaturas conservando el aislamiento eléctrico. Para evitar el sobrecalentamiento del electrodo, también debe ofrecer una buena conductividad térmica. La porcelana del aislador 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 aislador determinan el rango térmico de la bujía. Los aisladores cortos son enchufes "más fríos". Los enchufes "más calientes" se fabrican con un camino alargado hacia el cuerpo de metal, aislando el aislador en gran parte de su longitud con una ranura anular. Las bujías más antiguas, particularmente en los aviones, usaban un aislante hecho de capas apiladas de mica, comprimidas por 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. El óxido de aluminio sinterizado fue desarrollado por Siemens en Alemania para contrarrestar esto.

focas

Como la bujía también sella la cámara de combustión del motor cuando se instala, los sellos aseguran que no haya fugas de la cámara de combustión. El sello generalmente se hace mediante el uso de una soldadura fuerte de múltiples capas, ya que no hay composiciones de soldadura fuerte que humedezcan tanto la caja de cerámica como la de metal y, por lo tanto, se requieren aleaciones intermedias.

Estuche de metal

La carcasa de metal (o la "cubierta", como mucha gente la llama) de la bujía soporta el par de apriete de la bujía, sirve para eliminar el calor del aislador y pasarlo a la culata, y actúa como tierra para el chispas que pasan a través del electrodo central al electrodo lateral. Como actúa como el suelo, puede ser dañino si se toca mientras se enciende.

Electrodo central

El electrodo central está conectado al terminal a través de un cable interno y, por lo general, una resistencia en serie de cerámica para reducir la emisión de ruido de radio 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 de níquel sólido no podía hacer frente a sus demandas. Una bujía que estuviera lo suficientemente "fría" para hacer frente a las demandas de la conducción a alta velocidad no podría quemar los depósitos de carbón causados ​​por las condiciones urbanas de parada y arranque, y fallaría en estas condiciones, haciendo que el motor fallara.

De manera similar, una bujía que estaba lo suficientemente "caliente" para funcionar sin problemas en la ciudad, en realidad podría derretirse cuando se la necesita para hacer frente a un funcionamiento prolongado a alta velocidad en las autopistas, causando daños graves 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 manera más eficaz que con una aleación de níquel sólida.

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, se emiten electrones 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 sacar electrones de un electrodo puntiagudo, pero un electrodo puntiagudo se erosionaría después de solo 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 limpieza con chorro de arena 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 reemplazado, a intervalos mucho más largos. El desarrollo de electrodos de alta temperatura de metales preciosos (utilizando metales como itrio, iridio, platino, tungsteno o paladio, así como la 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 la energía de la llama inicial. En un momento, Firestone comercializó bujías con polonio en la punta, bajo la cuestionable teoría de que la radioactividad ionizaría el aire en el espacio, 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 de metal. El electrodo lateral también se calienta mucho, especialmente en los tapones nasales que sobresalen.

Algunos diseños han proporcionado un núcleo de cobre a este electrodo para aumentar la conducción de calor.

También se pueden usar múltiples electrodos laterales, de modo que no se superpongan al electrodo central.