La bujía

Es cierto que las bujías de encendido son pequeñas y baratas, pero están en la "linea de fuego" y no todas son iguales en su construcción, por eso es necesario su correcto uso y selección.
El dibujo de la derecha muestra como se instala la bujía para hacer su trabajo en el motor. La bujía está representada en verde, en el extremo superior se conecta al cable procedente de la bobina, y en el extremo inferior, se produce la chispa que salta entre dos electrodos como veremos mas adelante. Este salto se produce dentro de la cámara de combustión del motor para producir el encendido de la mezcla de aire y combustible.
cruzando la culata

Estructura de la bujía

Una bujía como la mostrada durante el ciclo de trabajo del motor, está en contacto por su extremo inferior primero con la mezcla de aire y combustible frío que entra al cilindro, luego con los gases y partículas incandescentes de la combustión en un ambiente oxidante, y finalmente con los gases y partículas calientes del escape. Esto supone que:
  • La bujía tiene que adaptarse a los constantes cambios de temperatura.
  • Debe ser lo suficientemente refractaria para soportar temperaturas muy altas.
  • Debe soportar la erosión producida por las partículas incandescentes que se mueven a gran velocidad en el cilindro
  • Debe ser resistente al ambiente corrosivo generado por los gases calientes en presencia de oxígeno del aire de la mezcla.
  • Como si todo esto fuera poco, debe mantener su aislamiento eléctrico entre el electrodo central y el lateral en todas condiciones, para impedir las fugas de electricidad y generar una chispa potente y sin pérdidas.
Para poder cumplir todas estas exigencias se apela a materiales especiales que pueden trabajar sin fallo por largo tiempo.
bujia seccionada
 La figura de la izquierda muestra un esquema de una bujía simple seccionada para ver sus elementos internos.
En un cuerpo de acero hueco roscado exteriormente en el extremo inferior y provisto de un hexágono de apriete, se coloca un aislador de cerámica (porcelana) que ocupa todo el interior y se prolonga  hacia arriba cubriendo un núcleo conductor que va desde una terminal de conexión para el cable del distribuidor o CDI (arriba) hasta un pequeño conductor inferior nombrado como electrodo central hecho de un material resistente a la corrosión (aleaciones de níquel) capaz de soportar la inclemencias del ambiente.
El aislador de cerámica es monolítico, y se coloca dentro del cuerpo de acero, asentado sobre una junta refractaria en el apoyo inferior en el cambio de sección a la parte roscada. Este aislador cubre todo el electrodo central, incluyendo el inserto anticorrosivo final, del cual solo sobresale una pequeña porción. Entre esta porción sobresaliente y el electrodo de tierra soldado al cuerpo de acero y construido también de material resistente al ambiente de trabajo, salta la chispa de ignición del combustible en la cámara de combustión.

Una bujía mas terminada

En el gráfico de la derecha se muestra la sección de dos tipos diferentes de bujía.
A la izquierda está la bujía de núcleo de cobre convencional y a la d erecha una bujía a la que se le ha colocado una resistencia supresora adicional para aumentar la efectividad de la chispa, y además amortiguar la onda de voltaje que interfiere con el radio. Observe que la resistencia está alejada de la zona mas caliente de la bujía a través de un trozo de conductor de cobre.
En la búsqueda de mayores prestaciones los fabricantes de bujías han elaborado verdaderos complejos tecnológicos, cuyas "bondades" son objeto
bujias
de una feroz propaganda que atrapa muchos incautos que pagan verdaderas fortunas en sus bujías sin la menor necesidad de ello.
Generalmente una bujía convencional, con el grado térmico adecuado (como veremos mas adelante) es adecuada para la mayor parte de los vehículos de serie con trabajo normal, y solo en casos especiales hay que recurrir a bujías especiales.

El calor en las Bujías

Como hemos visto, el extremo de los electrodos de la bujía está en contacto con los gases incandescentes de la combustión y del escape durante una parte del ciclo de trabajo correspondiente del motor, este contacto evidentemente calienta la bujía. La parte roscada de ella, está en íntimo contacto con las partes metálicas del motor que se refrigeran con agua, por lo que su temperatura no puede subir mucho mas allá de la temperatura del motor.
No obstante el electrodo central que está cubierto en su mayor parte por el aislamiento cerámico, no tiene una vía rápida por donde disipar el calor recibido de la combustión y se calienta notablemente, especialmente cuando el motor gira a altas velocidades y los ciclos de calentamiento son mucho mayores por unidad de tiempo.
Este calentamiento es hasta cierto punto deseable, porque ayuda a la combustión de los sedimentos de combustible y partículas semi-carbonizadas que se depositan en el aislamiento durante el trabajo del motor y que pueden llegar a producir una capa conductora sobre el aislamiento, que pone en corto-circuito el electrodo central con el cuerpo metálico interior de la bujía haciendo desaparecer la chispa.
Sin embargo, el valor final de temperatura que puede alcanzar el electrodo central no puede crecer hasta poner en peligro la integridad de la cerámica que lo recubre ,o ponerlo incandescente, lo que tendría el negativo efecto de producir la pre-ignición del combustible con la consecuente tendencia del motor a girar en sentido contrario. Es necesario entonces controlar la temperatura, ni muy fría ni muy caliente, pero.... como el motor es una máquina versátil que lo mismo se usa como reparto con constantes paradas y arrancadas que tienden a mantener las bujías muy frías, o como vehículo de tránsito a alta velocidad por autopistas por largos períodos de tiempo, la solución de la disipación de calor en las bujías es una situación de compromiso. Por tal motivo los fabricantes de bujías las producen aparentemente iguales pero con diferente capacidad para disipar el calor (grado térmico).
Cuando las condiciones de uso se aparta notablemente de las condiciones promedio o el motor empieza a presentar síntomas de desgaste, en posible y hasta necesario, utilizar unas bujías con grado térmico diferente a las bujías de serie.
A la derecha puede verse un esquema de como se transfiere el calor desde el electrodo central a la parte roscada (fría) de la bujía.
El calor entra a la bujía por el extremo inferior que está en contacto con la combustión, las flechas rojas indican el camino que debe seguir este calor para llegar a la parte fría de la bujía. Un cono de aislante cerámico mas profundo reduce notablemente las posibilidades de disipación, mientras que este cono mas corto la aumenta en mucho. Por este sencillo método se controla el valor de la temperatura final del
Disipación del calor
electrodo central a un valor dentro de los rangos adecuados de trabajo, para que no se rompa la cerámica central por excesiva temperatura, ni se ponga incandescente el saliente metálico, pero que sea suficiente para que se quemen las partículas depositadas sobre la cerámica.

La bujía como elemento de diagnóstico

Una inspección visual de las bujías usadas puede suministrar importante información sobre la adecuidad de su grado térmico, e incluso sobre el estado del motor. Veamos.
La tabla siguiente muestra vistas de bujías usadas, así como un comentario de la posible causa de fallo en tal caso y su posible solución.
bujía normal
 De este modo debe lucir una bujía funcionando en buenas condiciones, observe que la cerámica y electrodo centrales están limpios de depósitos extraños, lo que indica que los depósitos que se han producido durante el trabajo del motor se han quemado sobre la superficie, sin producir sedimentos carbonizados conductores.
Una pátina de color amarillo sobre la porcelana, producida por cenizas pétreas indica buena temperatura de trabajo.
bujía de mucho uso
 Esta bujía ha estado funcionando por mucho tiempo, observe el desgaste por erosión y los bordes redondeados del electrodo metálico central, así como el color oscuro de la porcelana debido a la gruesa capa de cenizas. Esta capa de cenizas también puede verse sobre el electrodo de tierra. Puede suponerse de buen grado térmico a juzgar por el largo período de trabajo sin fallos.
Debe ser sustituida por una nueva bujía.
bujía con cenizas
 En esta bujía puede apreciarse una gran capa de depósitos de cenizas en un período de trabajo no muy prolongado (no hay desgaste notable del electrodo central). Este problema es común con el uso de combustibles con muchos residuos de cenizas o a la penetración de mucho aceite con aditivos al cilindro. El grado térmico parece adecuado.
Pruebe cambiando el tipo de gasolina, y revisando las posibles entradas de aceite a la cámara de combustión
bujía con aceite
 Una capa de aceite cubriendo el interior de la bujía, denota que el grado térmico de la bujía es demasiado frío y/o que está entrando abundante aceite al cilindro.
Revise las posibles averías del motor en cuanto a las posibles entradas de aceite por las guías de las válvulas o los anillo del pistón. Cambie a un grado térmico mas caliente.
depósitos en las bujías
 La formación de depósitos semi-carbonizados en las partes activas de las bujías pueden poner en corto-circuito ambos electrodos y desactivar la chispa. Este es un fenómeno en ocasiones accidental, especialmente en el tránsito urbano intenso.
La solución puede ser retirar el sedimento o cambiar la bujía, puede probarse si el incremento del grado térmico a uno mas caliente hace este fenómeno sea improbable.
bujía caliente
 Típico de la bujía de muy alto grado térmico, el cono de cerámica perfectamente blanco y los bordes erosionados irregularmente del electrodo central indican que trabaja a temperatura muy alta. Se puede prever un fallo prematura de la bujía.
Debe cambiarse a un grado térmico mas frío.
bujía detonante
 La rotura del cono de cerámica y el desgaste total del electrodo central es un fenómeno común cuando el motor funciona detonando con mucha frecuencia, los grandes incrementos de presión erosionan el electrodo y rompen la porcelana.
Revise la puesta a punto del encendido y/o aumente el octanaje de la gasolina que usa.
preignicion
 Esta bujía trabaja tan caliente que los electrodos se tornan incandescentes y se erosionan en el punto de contacto de la chispa que los semi-funde. Seguramente se ha producido durante el funcionamiento del motor la pre-ignición del combustible.
Ponga bujías mas frías, revise la puesta a punto del encendido o la calidad de la mezcla de aire y combustible, probablemente sea muy pobre.



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