La bujía, sus componentes y su importancia en el arranque suave de vehículos de gasolina

Antes de la bujía se usaban sistemas como llamas de gas y tubos incandescentes en el proceso de encendido, sistemas poco fiables y que representaban un enorme obstáculo para el desarrollo de la motorización. Su llegada proporcionó la solución perfecta; tanto es así, que el principio de diseño original de NGK Spark Plug en la década de 1930 no se ha modificado.

Las bujías son necesarias para cualquier motor de combustión de encendido a gasolina. Funcionan al encender la mezcla de aire y combustible, generando la combustión que empuja el pistón hacia abajo y, en última instancia, proporciona energía al automóvil. Al igual que las de la década de 1930, la bujía todavía está atornillada y consta de una rosca, una carcasa metálica, electrodos y un aislador cerámico. Y mientras los automóviles han cambiado significativamente, la innovación de las bujías ha seguido el ritmo y que las que se producen hoy pueden soportar voltajes, presiones y temperaturas mucho más altas, además de poder disipar más calor.

Características clave

Dentro de las características clave de la bujía se encuentra el terminal de conexión, que suele ser en forma de barril SAE, una rosca de 4 mm o un diseño de copa. El cable de encendido de alta tensión o la bobina están conectados al terminal, lo que permite que el alto voltaje se transfiera a la punta de encendido de la bujía.

Parte fundamental es el aislador cerámico, que suele estar hecho de óxido de aluminio, junto con otros tipos de materiales cerámicos, como la porcelana que se usaba en el pasado. Esto proporciona beneficios como la conductividad térmica y mayor aislamiento. También ayuda a prevenir el sobrecalentamiento y proporciona una resistencia excepcional contra los choques térmicos y mecánicos.

Para garantizar la compatibilidad electromagnética (CEM) y, por tanto, el funcionamiento sin fallos de la electrónica de a bordo, se utiliza una resistencia de cerámica dentro de la bujía como dispositivo de supresión de interferencias. Está construido mediante una fusión de compuestos de carbono y vidrio que forman un componente sólido dentro de la bujía. También evita la interferencia con componentes electrónicos que no se encuentran en el vehículo, por ejemplo, TV y radios. En la mayoría de los vehículos, se requiere una bujía con resistencia para un funcionamiento óptimo, porque las interferencias de radiofrecuencia (RFI) pueden hacer que los otros componentes eléctricos del automóvil se estropeen prematuramente. El uso de bujías sin resistencia en vehículos que las requieran puede provocar un ralentí irregular, una combustión anormal y fallos de encendido. Dado que las bujías con resistencia reducen la energía de la chispa y las que no tienen resistencia proporcionan una chispa más potente, estos tipos se utilizan con mayor frecuencia en las carreras.

En cuanto al electrodo central, puede estar hecho de níquel, cobre, cromo y metales preciosos, como iridio y platino. Está conectado al terminal por un cable interno de cobre, que lleva un alto voltaje eléctrico a través de la bujía hasta la punta del electrodo central, donde luego salta el pequeño espacio al electrodo de masa, creando una chispa. Los electrodos centrales pueden variar en cuanto a tamaño y forma. Las bujías estándar, por ejemplo, suelen tener un electrodo central de aleación de níquel de 2,6 mm de diámetro. Sin embargo, las bujías de metal precioso de NGK, como Laser Iridium e Iridium IX, tienen un electrodo central de Iridio de 0,6 mm. Con un electrodo más pequeño, se requiere menos voltaje para generar el salto de chispa, reduciendo los fallos de encendido y mejorando la capacidad de encendido. Además, el diseño especial de la punta de encendido de las bujías de electrodo central ranurado en V de NGK presenta un corte en V en el mismo, situado en paralelo al electrodo de masa. Esto hace que la chispa se desplace a los extremos del electrodo, aumentando la velocidad de propagacion de la llama, mejorando la inflamabilidad y reduciendo el efecto de apagado (quenching effect).

Electrodo de masa

Cuando la alta tensión salta el espacio entre el electrodo central y el electrodo de masa se crea una chispa, que enciende el combustible en la cámara de combustión. El electrodo de masa puede tener variedad de formas y tamaños. Algunas (bujías multielectrodo) pueden incluso tener dos, tres y cuatro electrodos de masa. Sin embargo, estos no crean más chispas que una bujía con un solo electrodo. Para las bujías de electrodos de masa simple y múltiple, solo se crea una chispa a la vez. Generalmente, las bujías estándar cuentan con un electrodo de masa hecho de níquel, mientras que las bujías prémium tienen metales preciosos como iridio y platino que, debido a su dureza, son mucho más duraderos que las bujías de metal estándar, manteniendo inalterable la distancia entre electrodos y asegurando un encendido fiable y sin fallos durante muchos más kilómetros.

Respecto a la arandela que incorporan las bujías, evita cualquier posibilidad de fuga de gas de combustión a través de la bujía, debido a las presiones de combustión extremadamente altas, amén de impedir pérdidas de presión del cilindro. Otra función importante es que proporciona una buena conducción de calor hacia la culata y nivela las diferentes propiedades de dilatación de la culata y la carcasa metálica de la bujía.

Hexágono es el término que se da a la carcasa de acero en la que se coloca la llave de tubo para aflojar y apretar la bujía. Su tamaño varía desde 13 mm hasta 25 mm y Bi-Hex de 14.0 mm. Finalmente, las nervaduras o corrugado del aislador ayudan a evitar el flashover o descarga externa de chispa (descarga disruptiva).

A pesar de su pequeño tamaño, la bujía es una pieza de tecnología muy compleja que se compone de una multitud de componentes diferentes, que funcionan al unísono para proporcionar la chispa de encendido perfecta a un motor de gasolina.