¿Qué chispas es una bujía?
Una bujía es un dispositivo que entrega corriente eléctrica desde un sistema de ignición a la cámara de combustión de un motor de chispa para encender la mezcla de aire/combustible por medio de una chispa eléctrica, generando presión de combustión dentro del motor.
Una bujía tiene una cubierta de metal enroscada, eléctricamente aislada del electrodo central por un aislante de cerámica. El electrodo central, que puede tener una resistencia, se conecta por un cable altamente aislado a la terminal de salida de una bobina o imán. La cubierta de metal de la bujía se atornilla a la cabeza del cilindro y, por lo tanto, está aterrizada. El electrodo central se incrusta en la entrada por medio del aislante cerámico hacia la cámara de combustión, formando una o más brechas entre la terminal interior del electrodo central y, generalmente una o más protuberancias o estructuras pegadas a la terminal interna de la cubierta roscada y determinando el “lado”, “tierra” o el electrodo(s) “aterrizados”.
Las bujías también pueden ser usadas para otras aplicaciones, tales como hornos donde de una mezcla de aire/combustible debe de ser quemada. En este caso, se refieren a éstas como encendedores de flama.
Origen
En 1860 Étienne Lenoir utilizó una bujía en su motor de gas, el primer motor de combustión interna con pistones y generalmente se le acredita por haber inventado la bujía.
Las primeras patentes de bujías incluyen aquellas hechas por Nikola Tesla, por un sistema de tiempo de ignición en 1898, Frederick Richard Simms en 1898, y Robert Bosch, también en 1898.
Nikola Tesla
La invención de la primera bujía comercial de alto voltaje para un sistema de ignición basada en un imán, se le atribuye a Gottlob Honold que, en 1902 hizo posible el desarrollo de un motor con ignición por medio de bujía. Mejoras subsecuentes de producción también pueden ser acreditadas a Albert Champion, a los hermanos Lodge, hijos de Sir Oliver Lodge, quienes desarrollaron y fabricaron la idea de su padre, también a Lee Guinness, de la cervecería Guinness, que desarrolló la marca KLG. Helen Blair Bartlett también jugó un papel vital al desarrollar el aislante en 1930, generalmente olvidado de los anales históricos.
Robert Bosch
Principio de operación
La bujía está conectada al alto voltaje generado por una bobina o un magneto. Mientras los electrones fluyen de la bobina, se desarrolla una diferencia de voltaje entre el electrodo central y el electrodo lateral. Inicialmente no hay flujo de corriente porque el combustible y el aire en la brecha es un aislante, pero cuando el voltaje se incrementa más, empieza a cambiar la estructura de los gases y éstos se empiezan a ionizar. El gas ionizado empieza a convertirse en conductor y permite que los electrones fluyan sobre la brecha. Las bujías generalmente requieren de un voltaje entre 12,000 y 25,000 volts o más para “disparar” adecuadamente, aunque hay casos que pueden llegar hasta 45,000 volts. Éstas surten mayor corriente durante el proceso de descarga resultando una chispa más caliente y de mayor duración.
Mientras la corriente de electrones corre a través de la brecha, ésta aumenta la temperatura de la chispa hasta 60,00 grados Kelvin. La intensa temperatura del canal de la chispa provoca que el gas ionizado se expanda rápidamente, como una pequeña explosión. Éste es el “clic” que se escucha cuando observamos una chispa, similar a un rayo.
La fuerza y la presión fuerza a los gases al reaccionar entre ellos, y al final del chispazo habrá una pequeña bola de fuego en la brecha de gas mientras los gases se queman por sí mismos. El tamaño de la bola de fuego depende de la composición exacta de la mezcla entre los electrodos y el nivel de turbulencia en la cámara de combustión al momento del evento. Un núcleo pequeño hará que el motor encienda como si el tiempo de ignición estuviera retrasado, mientras uno grande hará como si estuviera adelantado.
Podría interesarte: Bujías (2da parte): Construcción y Componentes
