Algo más sobre las bujías (glow plug)
2005-11-25
Por: Juan Carlos Lara de mircmicro.com
Publicado el 06-09-2005 en www.mircmicro.com

Por: Juan Carlos Lara
La bujía es uno de los componentes del motor que menos nos preocupa, pero que reviste mucha importancia en el rendimiento (performance) de nuestro auto.
Esta tecnología no es muy conocida por todos nosotros y por lo mismo no sabemos explotarla como debiéramos. Todos sabemos que si nuestra bujía no funciona el motor no arranca, pero eso no es todo y me voy a permitir ahondar un poco en ella.
La bujía (glow plug) es el sistema de ignición de nuestro motor, en sustitución del sistema de ignición por chispa de los motores de gasolina con que operan los autos reales y los 1/5 de escala, (las otras bujías) que espero abordar en otro artículo.
Lo que realmente me impresiona es la simpleza tecnológica de la bujía, que no presenta ninguna parte móvil o de ajuste, sino un simple y delgado elemento en forma de resorte en la parte posterior.
Su operación es simple, cuando conectamos el hot shot (Calentador de bujías), a nuestro motor, para arrancar el auto, éste elemento se enciende debido a la corriente que pasa del calentador de bujías a través del electrodo de la bujía y provoca que se ponga de color naranja a rojo intenso el elemento.
Este proceso enciende la mezcla de combustible y aire que hay en la cámara de combustión del motor y con ayuda de una caja arrancadora, el motor enciende.
Una vez que el motor se encuentra en operación, el calor generado durante la compresión, es suficiente para mantener incandescente el elemento de la bujía y continuar con el proceso de encender la mezcla de combustible sin ayuda de una fuente de poder externa, una y otra vez.
En términos simples, las bujías operan de ésta forma.
Ahora bien, existe una palabra empleada por los fabricantes para nombrar a un tipo de bujía en especial que llama mucho la atención y en muchas ocasiones confunde a las personas que se inician en éste hobby y ese término es el de “Bujías Turbo”, pero a que se refieren?
Las bujías “Glow plug” son producidas en 2 configuraciones:
Las bujías estándar y las bujías turbo.
Muchos motores en la actualidad han adoptado la modalidad de las bujías turbo.
La diferencia entre ambas es que en las bujías turbo, la base de la bujía que llega a la cámara de combustión es cónico, al igual que la base de la cabeza del motor que va hacia la cámara de combustión que es fabricada con la misma inclinación para que ambas ajusten perfectamente.
En cambio en las bujías estándar, el housing o forma de la bujía es recto y puede en ocasiones pasar la base de la cabeza del motor hacia la cámara de combustión si no se emplea la bujía especificada para nuestro motor por el fabricante, provocando daños severos.
Las supuestas ventajas de las bujías turbo son, una menor pérdida de compresión de la unión alrededor de la bujía y menos turbulencias en la cámara durante la combustión. El hoyo dónde se encuentra el elemento incandescente de la bujía y que es dónde se inicia el proceso de la ignición es mucho más pequeño y por lo tanto, existen menos posibilidades de generar puntos calientes (hot spots) no buscados, aumentando la eficiencia de la bujía.
Existen en el mundo, regulaciones específicas en torno del uso de las bujías turbo, pero en México, esas regulaciones no aplican.
Una vez que tu bujía falla (normalmente ocurre después de aflojar el motor), tendremos que decidir cómo la vamos a sustituir. Para hacer esto puedes optar por poner una bujía idéntica en marca y tipo, así como en el número que tiene, pero esto casi nunca ocurre, ya que siempre ponemos una bujía de las disponibles con nuestro proveedor y en la mayoría de las ocasiones no sabemos ni que compramos, excepto que era una bujía turbo para nuestro motor.
El hecho de tener diferentes tipos de bujías turbo y en ocasiones hasta varias marcas nos hace confuso la elección, pero cada fabricante ofrece un rango de bujías, en ocasiones hasta 10 tipos diferentes ó más.
Las bujías son identificadas por un número o código que indica su temperatura efectiva de operación, no la temperatura de operación del motor o de la temperatura ambiente de la pista dónde la pensamos usar, sino de la temperatura de operación del elemento en forma de resorte que está en la parte posterior de la bujía.
Cada fabricante emplea su propio código de temperatura y da sus recomendaciones para el uso de sus bujías en función de la actividad que se desee realizar, con ello pretende orientar al piloto sobre que tipo correcto de bujía a adquirir.
De cualquier forma éste es un proceso confuso, ya que no existe un sistema universal para clasificar a las bujías de todos los fabricantes, pero tomando como ejemplo a OS que es el que más conozco, les puedo comentar lo siguiente:
Una bujía R5 no es la misma que una bujía McCoy MC9, aunque ambas son consideradas bujías frías.
Las recomendaciones de los fabricantes son suficientes para el promedio de entusiastas que buscan correr su auto sin complicaciones, pero que no entran en competencias. Los pilotos de competencia requieren conocer más acerca del performance que pueden obtener de la bujía y en ocasiones ésta información no es suficiente para ellos.
En lo que nos debemos fijar al momento de reemplazar la bujía del auto, es en el tamaño del motor que usamos (.12 o .21) y en el porcentaje de nitro que usamos en el combustible. Entre más pequeños son los motores (.12) requieren bujías más calientes y mientras más grandes son las cabezas enfriadoras de los mismos motores, se usan bujías más frías.
Ahora bien, los motores que usan combustibles con un alto grado de nitro requieren bujías frías, mientras que con bajos porcentajes de nitro en la mezcla se emplean bujías más calientes.
Hay que tomar en cuenta que en México, los porcentajes van del (15% al 40% de nitro).
Pongamos un ejemplo para aclarar el punto anterior:
Un motor .12 ci (2.1 cc) que opera con combustible con un alto grado de nitro, puede inclinarnos en decidir por una bujía caliente para operar en un rango medio de temperatura (bujía caliente=motor .12; alto contenido de nitro=bujía fría). La misma bujía podría funcionar para un motor .21ci (3.5 cc) que opere con bajo contenido de nitro (bujía fría=motor .21; bajo contenido de nitro=bujía caliente).
El tamaño del motor y el porcentaje de nitro, son elementos fáciles de determinar y que nos permiten elegir una bujía adecuada en cuánto al rango de temperatura a operar y hacia que dirección debemos dirigirnos (fría o caliente).
Para quienes quieren obtener la mayor potencia del motor, existe otro elemento que no es fácilmente determinado, y que debemos tomar en consideración también en la ecuación del performance del motor y éste es el radio de compresión.
El radio de compresión de un motor, es también factor en la elección adecuada de la bujía, por lo tanto, en los motores con alta compresión se recomienda el uso de bujías frías y mientras más baja es la compresión, más calientes deben ser las bujías.
Los fabricantes de motores raramente discuten sobre el radio de compresión del motor y por lo tanto es difícil obtener información sobre éste punto, a menos que se cuente con un medidor de compresión o sepas calcular la compresión del mismo.
Todo lo anteriormente mencionado sufre alteraciones cuando incrementamos o reducimos la altura de la cabeza del motor con las delgadas rondanas (shims) que vienen en nuestros motores.
Entre más rondanas o más gruesa es la misma en la cabeza del motor, menos compresión y entre menos o más delgada la misma, obtenemos mayor compresión.
Los expertos en el “tuning” de los motores, recomiendan el cambio de la bujía, cada vez que se hacen estos ajustes en la cámara de combustión (el cambio de rondanas), ya que la información que se obtenga del elemento de la bujía, en relación a la combustión del motor, es crucial para evaluar el resultado de los cambios.
Cuando empleamos una bujía que no es adecuada para el tipo de aplicación o tipo de combustible que usamos comúnmente, podemos evaluar el problema de 2 formas:
Si la bujía es muy caliente, el motor sufrirá de detonación, preignición o operará a temperaturas muy elevadas. La detonación ocurre cuando la mezcla de combustible explota antes de que el pistón alcance su punto más alto y éste proceso puede dañar seriamente el motor. Para detectar si éste proceso ocurre en nuestro motor, lo que podemos hacer es escuchar el sonido que emite la pipa. Cuando existe el proceso de detonación, la pipa entonada emite fallas en el ritmo a altas velocidades e internamente provoca que el pistón golpee sobre la cabeza del motor y en casos de detonación severa, el elemento de la bujía se puede desprender y caer dentro del motor, causando daños irreparables.
La principal causa de la detonación es una excesiva compresión y el simple hecho de usar una bujía caliente no provoca detonación, así que si crees que esto te esté ocurriendo, no dudes en probar el cambio de bujía.
Si usas gasolina con alto porcentaje de nitro y has incrementado el radio de compresión del motor al reducir el claro de la cabeza, una bujía caliente puede incrementar éste fenómeno y causar daño del motor.
Si por el contrario empleas una bujía muy fría, puede resultar en pérdida de la aceleración y que cuando aceleres el auto a la velocidad tope y desaceleres, puede originar una falla en el ralenti (idle). Si la bujía es mucho más fría de lo que debe ser, también puede notar una excesiva salida por la pipa de gasolina cruda, y esto no se debe confundir con una excesiva mezcla rica de las espreas del motor.
Este tipo de problemas, fácilmente se confunden cuando no son practicados por personas experimentadas que conocen perfectamente la afinación de un motor, así que usa estos consejos una vez que conozcas bien como carburar tú motor.
El responsable de la temperatura de la bujía, es el elemento en forma de resorte y éste está en función de su grosor, longitud y composición del cable que se use.
En ocasiones, es muy difícil conocer la composición del elemento, debido a que muchos fabricantes lo mantienen en secreto, pero lo que si es evidente, es el grosor de éste y también puede ser medido.
Otros factores que afectan la temperatura de las bujías, incluyen el tamaño del hoyo en la cual el elemento es instalado, el tipo de material empleado como housing (carcasa) de la bujía y el material con el que está fabricada la tapa del motor.
La mejor forma de mantener funcional tu bujía, es almacenarla en su empaque original y que tenga visible el tipo (marca) de bujía que se trate ya que esto te permite en una inspección rápida el determinar el tipo de bujía a emplear debido a que muchas marcas no tienen gravado el código en la misma bujía, que nos indica su rango de temperatura.
Acerca de la durabilidad de una bujía, les puedo comentar que si la mezcla del combustible es ajustada adecuadamente, la duración es muy similar.
Cuando la mezcla es puesta del lado pobre, la bujía caliente suele ser más susceptible de falla, como resultado de lo delgado del elemento.
La calidad y consistencia del material del elemento de la bujía, puede también afectar su durabilidad y ésta varía entre fabricante y fabricante, pero puede ser fácilmente dominado por ti, a medida que las pruebes.
También dentro de las varias marcas, existen ligeras ventajas en el uso de las bujías frías, esto debido a lo grueso del elemento, pero esta ventaja no es suficiente como para justificar el elegirlas si la aplicación que vamos a usar no es adecuada con su temperatura, ya que afectaremos el performance del motor.
El uso de la correcta bujía en la aplicación que deseamos usar, es uno de los principales secretos que guardan los “PROS” para la ganar un extra en el poder del motor, es por ello que cuando prueban los motores en pista, en muchas ocasiones prueban diferentes tipos bujía con diferentes rangos de temperatura para la obtención del mejor performance.
Como les mencioné anteriormente, la bujía es el sistema de ignición del motor nitro y el momento (tiempo) en que la mezcla es encendida, está en relación directa con la posición del pistón y del cigüeñal durante el proceso de la compresión. Cuando el pistón está en la parte más alta de (TDC, Top dead center), de el cilindro, en el viaje del cigüeñal, en la cuál se encuentra conectada la biela, ese punto es el más alto en el que se coloca al pistón para iniciar el encendido de la mezcla aire/combustible y se conoce como 0 grados. De ésta forma el cigüeñal debe rotar 360 grados a partir del TDC para completar un ciclo completo, y la cantidad que rote el cigüeñal en grados, es empleado para medir los eventos que toman lugar dentro del motor, como por ejemplo la apertura de los puertos y su momento de cierre y el momento de la ignición.
Con ésta información, no se puede medir cuando el proceso de ignición toma lugar dentro del motor, pero te ayuda a entender que sucede cuando experimentas con diferentes tipos de bujías.
Supongamos entonces que la ignición se lleva a cabo en el momento preciso en que el pistón alcanza el TDC, esto puede decirnos que el tiempo de ignición se está llevando a cabo a los 0 grados de rotación del cigüeñal.
El instalar una bujía más caliente en el mismo motor, hace que la gasolina se encienda más pronto, debido a que menos compresión es necesaria para encender el elemento de la bujía, por lo tanto la ignición ahora ocurre a 5 grados antes de que el pistón alcance el TDC.
En un motor con bujías de chispa como en los 1/5, esto implicaría que el tiempo está adelantado 5 grados o 5 grados BTDC (before top dead center).
Que nos dice todo esto? Simplemente que conociendo la temperatura de la bujía, podemos afectar cuando la combustión toma lugar y puede ser muy útil saberlo. Esto también nos ayuda a entender el porque usar la bujía adecuada para la obtención del adecuado performance de nuestro motor.
Es mejor según los expertos el avanzar el tiempo tanto como nos sea posible en los motores de nitro, sin llegar a que la mezcla sea encendida antes del TDC, porque de lo contrario estaríamos provocando preignición y detonación en el motor y el performance del motor se pierde.
Algunos expertos, como Alberto Picco, comentan que no han observado un cambio importante en el performance del motor con el cambio de las bujías, ligeramente más calientes o ligeramente más frías, pero ellos admiten que el uso indebido de la temperatura de una bujía, puede provocar un efecto negativo en la producción de poder de los motores.
Espero que con este artículo se tenga una idea más clara de las bujías y su importante papel en el performance general del motor y no sólo las veamos como el sistema de ignición necesario en nuestro motor o no darle importancia cuando tengamos que reemplazarla.
Juan Carlos Lara
Micro
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