El montaje de la bujía al motor se realiza a través de una unión roscada estanca, con el uso de una junta o empaque, o con un asiento cónico.

Estructura de la bujía clásica

Una bujía como la mostrada en la figura 2 durante el ciclo de trabajo del motor, está en contacto por su extremo inferior primero con la mezcla de aire y combustible frío que entra al cilindro, luego con los gases y partículas incandescentes de la combustión en un ambiente oxidante, y finalmente con los gases y partículas calientes del escape. Esto supone que:

• La bujía tiene que adaptarse a los constantes cambios de temperatura.

  • Debe ser lo suficientemente refractaria para soportar temperaturas muy altas.

• Debe soportar la erosión producida por las partículas incandescentes que se mueven a gran velocidad en el cilindro

  • Debe ser resistente al ambiente corrosivo generado por los gases calientes en presencia de oxígeno del aire de la mezcla.

• Como si todo esto fuera poco, debe mantener su aislamiento eléctrico entre el electrodo central y el lateral en todas condiciones, para impedir las fugas de electricidad y generar una chispa potente y sin pérdidas.

Para poder cumplir todas estas exigencias se apela a materiales especiales que pueden trabajar sin fallo por largo tiempo.

La figura de la derecha muestra un esquema de una bujía simple seccionada para ver sus elementos internos.

En un cuerpo de acero hueco roscado exteriormente en el extremo inferior y provisto de un hexágono de apriete, se coloca un aislador de cerámica (porcelana) que ocupa todo el interior y se prolonga hacia arriba cubriendo un núcleo conductor que va desde una terminal de conexión para el cable del distribuidor (arriba) hasta un pequeño conductor inferior nombrado como electrodo central hecho de un material resistente a la corrosión (aleaciones de níquel) capaz de soportar la inclemencias del ambiente.

El aislador de cerámica es monolítico, y se coloca dentro del cuerpo de acero, asentado sobre una junta refractaria en el apoyo inferior en el cambio de sección a la parte roscada. Este aislador cubre todo el electrodo central, incluyendo el inserto anticorrosivo final, del cual solo sobresale una pequeña porción. Entre esta porción sobresaliente y el electrodo de tierra soldado al cuerpo de acero y construido también de material resistente al ambiente de trabajo, salta la chispa de ignición del combustible en la cámara de combustión.

En el gráfico de la derecha (figura 3) se muestra la sección de dos tipos diferentes de bujía.

A la izquierda está la bujía de núcleo de cobre convencional y a la derecha una bujía a la que se le ha colocado una resistencia supresora adicional para aumentar la efectividad de la chispa, y además amortiguar la onda de voltaje que interfiere con el radio. Observe que la resistencia está alejada de la zona mas caliente de la bujía a través de un trozo de conductor de cobre.

En la búsqueda de mayores prestaciones los fabricantes de bujías han elaborado verdaderos complejos tecnológicos, cuyas "bondades" son objeto de una feroz propaganda que atrapa muchos incautos que pagan verdaderas fortunas en sus bujías sin la menor necesidad de ello.

Generalmente una bujía convencional, con el grado térmico adecuado (como veremos mas adelante) es adecuada para la mayor parte de los vehículos de serie con trabajo normal, y solo en casos especiales hay que recurrir a bujías especiales.

El calor en las Bujías

Como hemos visto, el extremo de los electrodos de la bujía está en contacto con los gases incandescentes de la combustión y del escape durante una parte del ciclo de trabajo correspondiente del motor, este contacto evidentemente calienta la bujía. La parte roscada de ella, está en íntimo contacto con las partes metálicas del motor que se refrigeran con agua, por lo que su temperatura no puede subir mucho mas allá de la temperatura del motor.

No obstante el electrodo central que está cubierto en su mayor parte por el aislamiento cerámico, no tiene una vía rápida por donde disipar el calor recibido de la combustión y se calienta notablemente, especialmente cuando el motor gira a altas velocidades y los ciclos de calentamiento son mucho mayores por unidad de tiempo.

Este calentamiento es hasta cierto punto deseable, porque ayuda a la combustión de los sedimentos de combustible y partículas semi-carbonizadas que se depositan en el aislamiento durante el trabajo del motor y que pueden llegar a producir una capa conductora sobre el aislamiento, que pone en corto-circuito el electrodo central con el cuerpo metálico interior de la bujía haciendo desaparecer la chispa.

Sin embargo, el valor final de temperatura que puede alcanzar el electrodo central no puede crecer hasta poner en peligro la integridad de la cerámica que lo recubre, o ponerlo incandescente, lo que tendría el negativo efecto de producir la pre-ignición del combustible con la consecuente tendencia del motor a girar en sentido contrario. Es necesario entonces controlar la temperatura, ni muy fría ni muy caliente, pero.... como el automóvil es una máquina muy versátil que lo mismo se usa como coche de reparto con constantes paradas y arrancadas que tienden a mantener las bujías muy frías, o como vehículo de tránsito a alta velocidad por autopistas por largos períodos de tiempo, la solución de la disipación de calor en las bujías es una situación de compromiso. Por tal motivo los fabricantes de bujías las producen aparentemente iguales pero con diferente capacidad para disipar el calor (grado térmico).

Cuando las condiciones de uso de un automóvil se aparta notablemente de las condiciones promedio o el motor empieza a presentar síntomas de desgaste, en posible y hasta necesario, utilizar unas bujías con grado térmico diferente a las bujías de serie.

A la derecha (figura 4) puede verse un esquema de como se transfiere el calor desde el electrodo central a la parte roscada (fría) de la bujía.

El calor entra a la bujía por el extremo inferior que está en contacto con la combustión, las flechas rojas indican el camino que debe seguir este calor para llegar a la parte fría de la bujía. Un cono de aislante cerámico mas profundo reduce notablemente las posibilidades de disipación, mientras que este cono mas corto la aumenta en mucho. Por este sencillo método se controla el valor de la temperatura final del electrodo central a un valor dentro de los rangos adecuados de trabajo, para que no se rompa la cerámica central por excesiva temperatura, ni se ponga incandescente el saliente metálico, pero que sea suficiente para que se quemen las partículas depositadas sobre la cerámica.