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Bujías de precalentamiento.

El las máquinas, en ocasiones es necesario calentar previamente ciertas partes antes de poner la máquina en marcha, lo mas común es calentar el aceite de lubricación o de los dispositivos hidráulicos. Esto se logra casi siempre a través de calentadores eléctricos termostatados acoplados a las partes en cuestión. Para el interés de esta página estos dispositivos son calentadores eléctricos y no bujías de precalentamiento.

Las bujías de precalentamiento o bujías incandescentes son dispositivos dotados de una resistencia eléctrica y accionados desde la llave del encendido, que se utilizan para facilitar el arranque en frío de los motores de combustión interna, especialmente los Diesel.

Contenido del artículo
Bujías de resistencia desnuda
Bujías de resistencia cubierta
Causas de fallo
Diagnóstico
Estas bujías sirven para producir un punto incandescente (o muy caliente) dentro de la cámara de combustión, que es alcanzado por el aerosol del combustible inyectado. Al entrar en contacto parte del aerosol con la zona caliente de la bujía de precalentamiento, el combustible se evapora e inflama, produciendo el arranque del motor aun en condiciones de bajas temperaturas. Adicionalmente a esto, los materiales de que están hechas estas bujías tienen en su composición elementos como platino o iridio que tienen un efecto catalítico sobre el proceso de combustión.

Una vez producido el arranque, y unos segundos después, se retira la corriente eléctrica de la bujía al no ser necesaria su función ya que la cámara de combustión se ha calentado como para producir la auto inflamación del combustible sin ayuda.

Debido a la naturaleza de las cámaras de inyección directa, estas bujías de precalentamiento comúnmente no son necesarias en los motores provistos de este tipo de cámara, mientras que en los motores con inyección separada se convierten en un dispositivo indispensable para garantizar un arranque seguro en todas condiciones.

Hay dos tipos básicos de bujías de precalentamiento:
  1. De resistencia eléctrica desnuda utilizadas tradicionalmente.
  2. De resistencia eléctrica protegida que se han introducido mas recientemente.


Bujías de resistencia desnuda

La figura 1 muestra una clásica bujía de precalentamiento con la resistencia eléctrica desnuda.

En un cuerpo de acero provisto de una rosca para ser instalada en el motor, tal y como lo hace la bujía de encendido de los motores de gasolina, se coloca aislada de cuerpo, y en su centro, un conductor que termina en el extremo inferior en una resistencia eléctrica de grueso alambre en forma de lazo. El otro extremo de la resistencia se conecta al cuerpo de acero y con ello a tierra.

Este conductor central termina en el extremo superior en un perno roscado para conectar el cable de alimentación.

El dispositivo tiene suficiente longitud como para que la resistencia eléctrica (lazo) llegue al interior de la cámara de combustión, y el perno de conexión esté en el exterior del motor, al alcance del cable de alimentación.

La resistencia eléctrica esta construida de aleaciones metálicas muy resistentes al ambiente altamente corrosivo de la cámara de combustión, y a la erosión que producen los gases de la combustión para lograr una una larga vida útil.

Cuando se va a poner en marcha el motor frío, primero se conecta la corriente de la batería de acumuladores a la bujía el tiempo suficiente para que el lazo interior se caliente al rojo incandescente, usando una posición al efecto de la llave de encendido del motor. Una vez transcurrido ese tiempo, se gira la llave de encendido a la posición de arranque, con con este cambio se producen dos efectos; se alimenta el motor de arranque para hacer girar el motor de combustión y, se retira la corriente a la bujía. La gran masa del grueso alambre de la resistencia la mantiene caliente unos segundos después de retirarle la corriente, con lo que se garantiza que algunos ciclos de inyección posteriores al arranque se produzcan con eficiencia.

En el motor poli-cilíndrico hay una bujía de precalentamiento por cada cilindro y otra que sirve como testigo, al alcance de la vista del conductor en el tablero de instrumentos. Como todas las bujías son iguales, observando el color de la bujía testigo, el conductor podrá saber en que momento las que están colocadas en los cilindros están a buena temperatura para proceder a intentar el arranque.
Bujía de precalentamiento del motor
Figura 1

Bujías de resistencia cubierta

Las bujías de precalentamiento con la resistencia cubierta son una mejora tecnológica de la bujía tradicional pero su función básica es la misma.

La figura 2 muestra la imagen de una bujía de precalentamiento del tipo de resistencia cubierta de manera que pueden verse las partes interiores.

La diferencia principal con la bujía tradicional es que la resistencia eléctrica está constituida de dos partes, es de alambre mas fino y está cubierta con una funda resistente al ambiente para protegerla.
 
En estas bujías, la resistencia calentadora está formada por dos resistencias eléctricas conectadas en serie, una que funciona como elemento calefactor, de resistencia casi constante con la temperatura, y la otra como elemento regulador de la corriente ya que está hecha de un material que aumenta notablemente la resistencia eléctrica con el incremento de la temperatura.

Como la resistencia calefactora es de alambre muy fino, su inercia térmica es baja y se calienta muy rápidamente con peligro de avería si no fuera porque comunica el calor a la otra resistencia conectada a ella en serie, esta última aumenta rápidamente la resistencia eléctrica y limita la corriente a un valor seguro para las dos, por lo que la temperatura final queda limitada.

La funda protectora está rellena de un material en polvo (óxido de magnesio) buen conductor de calor, por lo que el calor generado se transfiere rápidamente a las paredes metálicas de la funda tornándose incandescente en pocos segundos.

En los vehículos con estos tipos de bujías, lo mas común es que el testigo en el tablero de instrumentos sea una lámpara de aviso.
El rápido calentamiento de estas bujías y el desarrollo actual de los componentes eléctricos y electrónicos ha permitido que este tipo de bujías funcionen de manera automática sin la intervención del conductor en algunos modelos de automóviles.
La figura 3 muestra una imagen real de una de estas bujías.

Causas de fallo

  1. La principal causa de fallo de estas bujías es que se queden conectadas a la corriente con el motor en funcionamiento, el calor de la combustión se agrega al generado por la electricidad por lo que la temperatura puede llegar a producir la fusión del material de la resistencia.
  2. Como estas bujías están sometidas a los gases erosivos, corrosivos e incandescentes de la combustión su vida, aunque larga, puede verse afectada por elementos nocivos de combustibles de mala calidad o con contaminantes inadecuados.

Diagnóstico

Es muy fácil diagnosticar si una bujía de precalentamiento funciona o no.
 
Estos dispositivos tienen en general un valor bajo de resistencia eléctrica, por lo que una simple lámpara de las usadas en el automóvil, colocada en serie con el cable de la bujía correspondiente encenderá si la bujía está buena y no lo hará si esta averiada.
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Figura 2

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Figura 3


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