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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.
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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:
- De resistencia eléctrica desnuda utilizadas
tradicionalmente.
- De resistencia eléctrica protegida que se han
introducido mas recientemente.
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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.
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Figura 1
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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
- 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.
- 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
Figura 3
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