¿Cómo produce la chispa una bujía en un motor de combustión interna?
Balasore, Orissa
Una bujía es un dispositivo eléctrico que cabe en la culata de algunos motores de combustión interna y enciende combustibles comprimidos como aerosoles, gasolina, etanol y gas licuado de petróleo por medio de una chispa eléctrica.
Las bujías tienen un electrodo central aislado que está conectado por un cable fuertemente aislado a una bobina de encendido o circuito magnético en el exterior, formando, con un terminal conectado a tierra en la base del enchufe, un espacio de chispa dentro del cilindro.
Las bujías no producen alto voltaje, solo producen chispas con alto voltaje.
Una bobina de encendido es una bobina de inducción en el sistema de encendido de un automóvil que transforma los 12 voltios de la batería en los miles de voltios (20 a 30 mil voltios o más) necesarios para encender las bujías. El cable que va de la bobina de encendido al distribuidor y los cables que van del distribuidor a cada una de las bujías se llaman cables de bujías.
Esta forma específica del autotransformador, junto con el interruptor de contacto y un condensador, convierte la baja tensión de una batería en la alta tensión requerida por las bujías en un motor de combustión interna.
Cuando el interruptor de contacto se cierra, permite que se acumule una corriente de la batería en el devanado primario de la bobina de encendido.
Una vez que la corriente se ha acumulado a su nivel completo, se abre el interruptor de contacto. Dado que tiene un condensador conectado a través de él, el devanado primario y el condensador forman un circuito sintonizado, y a medida que la energía almacenada oscila entre el inductor formado por la bobina y el condensador, el campo magnético cambiante en el núcleo de la bobina induce un voltaje mucho mayor en el secundario de la bobina.
A medida que los electrones fluyen de la bobina, se desarrolla una diferencia de voltaje entre el electrodo central y el electrodo lateral. Ninguna corriente puede fluir porque el combustible y el aire en el hueco es un aislante, pero a medida que el voltaje aumenta aún más, comienza a cambiar la estructura de los gases entre los electrodos.
Una vez que el voltaje excede la resistencia dieléctrica de los gases, los gases se ionizan. El gas ionizado se convierte en un conductor y permite que los electrones fluyan a través del espacio. Las bujías generalmente requieren un voltaje de 12,000-25,000 voltios o más para ‘encenderse’ correctamente, aunque puede llegar a 45,000 voltios.
Suministran una corriente más alta durante el proceso de descarga, lo que resulta en una chispa más caliente y de mayor duración.
A medida que la corriente de electrones aumenta a través de la brecha, eleva la temperatura del canal de chispas a 60,000 K. El calor intenso en el canal de chispas hace que el gas ionizado se expanda muy rápidamente, como una pequeña explosión.
S. S. UJWAL
(Miembro de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos)
Ingeniería Mecánica
Andhra Universidad
Visakhapatnam
Andhra Pradesh