lunes, 29 de febrero de 2016

Rango térmico de la bujía





El entorno de trabajo de la bujía es muy extremo, pues ha de soportar temperaturas muy elevadas, altas compresiones, ambiente químico muy agresivo y conducción de tensiones eléctricas altísimas. Estas extremas condiciones moldean la compleja arquitectura y composición de la bujía. En la siguiente imagen se detallan las partes de una bujía Champion.


Componentes de la bujía
Componentes de la bujía


La bujía está sometida a temperaturas que en momentos puntuales pueden superar los 2.000 ºC (durante la combustión) y que si no se controlan pueden derivar en importantes problemas de funcionamiento del motor.



Si la bujía que monte un determinado motor no es capaz de evacuar las altísimas temperaturas que se generan en el interior de la cámara de combustión, llegará un momento en el que su zona más expuesta (sus electrodos) se encontrará a tan alta temperatura que provocarán que el combustible alojado en su cámara de compresión comience a quemarse antes de tiempo, fenómeno que se conoce como preencendido que acabarían desembocando en graves daños del motor.


Para evitar que la bujía llegue a provocar esos fallos de preencendido es importante que su temperatura de funcionamiento no supere los 800 ºC.

Bujía con depósitos de carbonilla
Bujía con depósitos de carbonilla

Por otro lado, durante la combustión se producen partículas de hollín que tienden a depositarse en la punta del aislador. Estas partículas son conductoras de la electricidad y pueden acabar estableciendo un camino alternativo para la corriente de alta tensión que debería saltar entre los electrodos de la bujía y que en lugar de eso toma la ruta abierta por la carbonilla evitando así que se produzca la chispa que debería quemar el combustible.



A 400 ºC la carbonilla acumulada en el aislador se quema y desaparece automáticamente. Es decir, si una bujía trabaja por encima de los 400 ºC se produce lo que se conoce como autolimpieza de la bujía eliminándose así los daños colaterales provocados por dicha carbonilla.

De todo lo dicho hasta ahora se desprenden dos aspectos fundamentales. Son los siguientes:

  • Las bujías no deben trabajar por debajo de los 400ºC
  • Las bujías no deben trabajar por encima de los 800ºC

Conclusión: Las bujías deben operar dentro de un rango de temperatura comprendido entre los 400 °C y 800 °C.


Comportamiento térmico de la bujía
Comportamiento térmico de la bujía

La horquilla de temperaturas entre los 400 ºC y los 800 ºC es lo que determina el Rango Térmico de la bujía. Este término es un indicador de sus características de evacuación térmica, en particular de su habilidad para disipar el calor de la combustión desde su extremo de encendido hasta la tapa culata. Las bujías recogen calor de la cámara de combustión y lo transmiten hacia el sistema de refrigeración.


Desde el punto de vista de diseño, la longitud del extremo de encendido del aislador de la bujía determina el rango térmico de funcionamiento de la misma.


Detalles del extremo del aislador en bujías calientes y frías
Detalles del extremo del aislador en bujías calientes y frías


Las bujías del tipo “fría” tienen un aislador relativamente corto, y disipan el calor rápidamente. Se usan cuando las temperaturas de las cámaras de combustión son más altas.


Los diseños de bujías de tipo “caliente” tienen un aislador más largo, transfiriendo menos calor y su aplicación es en cámaras cuyas temperaturas de trabajo son relativamente bajas.


 


De todo lo expuesto anteriormente se deduce que, al realizar la sustitución de las bujías, es de vital importancia elegir adecuadamente las que corresponden al motor, ciñéndonos a las que promulga el fabricante o bujías equivalentes (según catálogos), pues de lo contrario pueden derivarse consumos excesivos de combustible, funcionamiento irregular del motor, así como graves daños en éste.





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