Todo sobre bujías incandescentes para motores diésel

La bujía incandescente es una parte integral de un motor diesel moderno. La unidad de gasolina funciona según un principio tal que no necesita este elemento (opcionalmente se instalan algunas modificaciones con estas piezas para facilitar el arranque en frío del motor de combustión interna).

Obtenga más información sobre la diferencia entre motores de gasolina y diésel. en otra reseña... Ahora centrémonos en qué función realiza la bujía incandescente, cómo funciona y qué reduce su vida útil.

¿Qué son las bujías incandescentes para automóviles?

Externamente, la bujía incandescente es similar a la bujía que se instala en los motores de gasolina. Se diferencia de su contraparte en que no crea una chispa para encender la mezcla de aire y combustible.

Un mal funcionamiento de este elemento lleva al hecho de que cuando comienza el clima frío (cuando la temperatura del aire cae por debajo de +5), la unidad diesel comienza a ser caprichosa o no quiere arrancar en absoluto. Si el arranque del motor es controlado por radio (muchos modelos modernos están equipados con un sistema que arranca el motor de combustión interna mediante una señal recibida del botón del llavero), entonces el sistema no atormentará a la unidad, sino que simplemente lo hará. no lo inicie.

Se utilizan piezas similares en motores de bujías incandescentes de carburador, así como en calentadores interiores autónomos. En el marco de este artículo, consideraremos el propósito de las velas que se utilizan en el sistema de prearranque del motor diesel.

Principio de funcionamiento y función de la bujía incandescente

Cada cilindro de la unidad diesel está equipado con un inyector individual y su propia bujía incandescente. Está alimentado por el sistema eléctrico del vehículo. Cuando el conductor activa el encendido, antes de arrancar el motor de arranque, espera a que desaparezca la indicación en espiral en el tablero.

Mientras el indicador correspondiente del tidy esté encendido, la bujía calentará el aire en el cilindro. Este proceso dura de dos a cinco segundos (en los modelos modernos). La instalación de estas piezas es obligatoria en un motor diesel. La razón radica en el principio de funcionamiento de la unidad.

Cuando el cigüeñal gira, el pistón comprime el aire que entra en la cavidad durante la carrera de compresión. Debido a la alta presión, el medio se calienta hasta la temperatura de ignición del combustible (unos 900 grados). Cuando se inyecta combustible diesel en un medio comprimido, se enciende por sí solo sin encendido forzado, como en los motores de combustión interna de gasolina.

Es con esto que el arranque difícil de un motor frío se asocia con la aparición de un clima frío. Durante el arranque en frío, el motor diesel sufre bajas temperaturas del aire y del diesel. Incluso el aire muy comprimido en el cilindro puede no alcanzar la temperatura de ignición del combustible pesado.

Para que la unidad se estabilice más rápido en los primeros minutos, es necesario calentar el aire y el combustible rociado en la cámara del cilindro. La vela en sí misma mantiene la temperatura en la cámara del cilindro, ya que su punta se calienta hasta 1000-1400 grados Celsius. Tan pronto como el diésel alcanza la temperatura de funcionamiento, el dispositivo se desactiva.

Entonces, en un ICE impulsado por combustible pesado, se necesita una bujía para los siguientes propósitos:

1. Calentar el aire en el cilindro que realiza la carrera de compresión. Esto aumenta la temperatura del aire en el cilindro;
2. Hacer más eficiente el encendido del combustible diesel en cualquier modo de funcionamiento del motor de combustión interna. Gracias a esto, la unidad se puede poner en marcha con la misma facilidad, tanto en verano como en invierno.
3. En los motores modernos, las velas no dejan de funcionar durante varios minutos después de arrancar el motor de combustión interna. La razón es que el combustible diesel frío, incluso si está bien rociado, se quema peor en un motor sin calefacción. Para garantizar que el vehículo cumpla con los estándares ambientales, independientemente del tiempo de funcionamiento de la unidad. El combustible completamente quemado no estropea el filtro de partículas tanto como el escape con partículas de combustible (lea sobre qué es un filtro de partículas y sus funciones en un motor diesel aquí). Dado que la mezcla de aire / combustible se quema por completo, el motor hace menos ruido durante el arranque.

Antes de que pueda comenzar a conducir, el conductor debe esperar hasta que se apague la lámpara indicadora del tidy, lo que indica que la vela continúa funcionando. En muchos coches, el circuito al que está conectado el calentamiento de las cámaras de los cilindros está sincronizado con el sistema de refrigeración. Las bujías de incandescencia continúan funcionando hasta que el sensor de temperatura del refrigerante detecta la salida del motor a la temperatura de funcionamiento (dentro de los límites que se encuentra este indicador, dice aquí). Esto suele tardar unos tres minutos, dependiendo de la temperatura ambiente.

En muchos automóviles modernos, la unidad de control detecta la temperatura del refrigerante y si este indicador supera los 60 grados, no enciende las velas.

Diseño de bujía incandescente

Los calentadores tienen diferentes diseños y están hechos de diferentes materiales, pero básicamente su dispositivo consta de los siguientes elementos:

1. Fijación del cable de alimentación a la varilla central;
2. Escudo protector;
3. Calentador eléctrico en espiral (en algunas modificaciones también hay un elemento espiral de ajuste);
4. Relleno conductor de calor;
5. Retenedor (rosca que permite instalar el elemento en la culata).

Independientemente de su diseño, su principio de funcionamiento es similar. La bobina de ajuste mantiene la temperatura de funcionamiento en la cavidad. La resistencia en este elemento afecta directamente el calentamiento de la punta: a medida que aumenta la temperatura en este circuito, la corriente que fluye hacia la bobina de calentamiento disminuye. Gracias a este diseño, la bujía incandescente no falla por sobrecalentamiento.

Tan pronto como el núcleo se calienta a una cierta temperatura, la bobina de regulación comienza a calentarse, de la cual fluye menos corriente al elemento principal y comienza a enfriarse. Dado que la temperatura del circuito de control no se mantiene, esta espiral también comienza a enfriarse, lo que reduce la resistencia y comienza a fluir más corriente hacia el calentador principal. La vela comienza a brillar de nuevo.

Un relleno conductor de calor se encuentra entre estas espirales y el cuerpo. Protege los elementos delgados de la tensión mecánica (presión excesiva, expansión durante la combustión de BTC). La peculiaridad de este material es que proporciona calentamiento del tubo incandescente sin pérdida de calor.

El diagrama de conexión de las bujías incandescentes y su tiempo de funcionamiento pueden ser diferentes en los motores individuales. Estos factores pueden cambiar según la tecnología que el fabricante implemente en sus productos. Dependiendo del tipo de velas, se pueden suministrar con diferentes voltajes, pueden ser de otros materiales, etc.

¿Dónde están instaladas estas velas?

Dado que el propósito de las bujías incandescentes es calentar la cámara en el cilindro y estabilizar el encendido del BTC, se colocará en la culata del cilindro, como una bujía. El ajuste exacto depende del tipo de motor. Por ejemplo, los modelos de automóviles antiguos están equipados con motores con dos válvulas en un cilindro (una para la entrada y la otra para la salida). En tales modificaciones, hay suficiente espacio en la cámara del cilindro, por lo que anteriormente se usaban tapones gruesos y cortos, cuya punta estaba cerca del rociador del inyector de combustible.

En las unidades diésel modernas, se puede instalar un sistema de combustible Common Rail (se describen las características de este tipo de sistemas de combustible en otro articulo). En tales modificaciones, 4 válvulas ya se basan en un cilindro (dos en la entrada, dos en la salida). Naturalmente, tal diseño ocupa espacio libre, por lo que se instala una bujía incandescente larga y delgada en dichos motores de combustión interna.

Dependiendo del diseño de la culata, el motor puede tener una cámara de vórtice o una antecámara, o puede que no tenga dichos elementos. Independientemente del diseño de esta parte de la unidad, la bujía incandescente siempre estará en el área de rociado de combustible.

Variedades de bujías incandescentes y su dispositivo.

Con la introducción de nuevas tecnologías, el diseño de los motores cambia constantemente. Junto con esto, el dispositivo de las bujías incandescentes también está cambiando. No solo adquieren una forma diferente, sino también otros materiales que acortan el período de calentamiento y su vida.

Así es como las diferentes modificaciones se diferencian entre sí:

• Elementos calefactores abiertos. Esta modificación se utilizó en motores más antiguos. Tienen una vida útil pequeña, ya que debido al efecto mecánico en la espiral, esta se quema o explota rápidamente.
• Elementos calefactores cerrados. Todos los elementos modernos se fabrican con este diseño. Su diseño incluye un tubo hueco en el que se vierte un polvo especial. Gracias a este diseño, la espiral está protegida contra daños. La peculiaridad del relleno es que tiene una buena conductividad térmica, por lo que se utiliza un mínimo de los recursos de la vela para calentar.
• Polo simple o bipolar. En el primer caso, el contacto positivo se conecta al terminal del núcleo y el contacto negativo al cuerpo a través de una conexión roscada. La segunda versión tiene dos terminales, que están marcados según los polos.
• Velocidad de trabajo. Las bujías incandescentes se utilizan para calentar hasta un minuto. La modificación moderna es capaz de calentarse en 10 segundos. Las versiones equipadas con una bobina de control responden aún más rápido, de dos a cinco segundos. Esto último fue posible debido a la peculiaridad de los elementos conductores (cuando se calienta la bobina de regulación, la conductividad de la corriente disminuye, como resultado de lo cual el calentador principal deja de calentarse), lo que reduce el tiempo de respuesta.
• Material de la funda. La mayoría de las velas están hechas de materiales idénticos. La única diferencia es la punta, que se calienta. Puede ser de metal (hierro, cromo, níquel) o nitrito de silicio (aleación cerámica de alta conductividad térmica). En el primer caso, la cavidad de la punta está llena de polvo, que consistirá en óxido de magnesio. Además de la conductividad térmica, también realiza una función de amortiguación: protege una espiral delgada de las vibraciones del motor. La versión de cerámica se puede activar lo más rápido posible, de modo que el conductor pueda arrancar el motor casi inmediatamente después de girar la llave en el encendido. Las máquinas que cumplen con las normas medioambientales Euro 5 y Euro 6 están equipadas únicamente con velas de cerámica. Además del hecho de que tienen una larga vida útil, aseguran la combustión de la más alta calidad de la mezcla de aire y combustible, incluso con el motor frío.
• Voltaje. Además de los diferentes diseños, las velas pueden funcionar con diferentes voltajes. Este parámetro lo determina el fabricante del dispositivo en función de las características de la red a bordo del automóvil. Pueden encenderse desde un voltaje de 6 voltios a 24 V. Hay modificaciones en las que se aplica el voltaje máximo al calentador durante el arranque, y durante el calentamiento de la unidad, la resistencia aumenta, reduciendo así la carga en la bobina de control.
• Resistencia. El aspecto metálico y cerámico tiene diferentes valores de resistencia. El filamento puede estar entre 0.5 y 1.8 ohmios.
• Qué tan rápido se calientan y en qué medida. Cada modelo de vela tiene su propio indicador de temperatura y velocidad de calentamiento. Dependiendo de la modificación del dispositivo, la punta se puede calentar hasta 1000-1400 grados Celsius. El indicador de máximo calentamiento para tipos de cerámica, ya que la espiral en ellos es menos susceptible al quemado. La velocidad de calentamiento se ve afectada por la conexión del calentador que se usa en un modelo en particular. Por ejemplo, en versiones con un relé, este período en el caso de una punta de metal dura aproximadamente 4 segundos, y si es una punta de cerámica, un máximo de 11 segundos. Hay opciones con dos relés. Uno es responsable del brillo antes de arrancar el motor y el segundo de mantener la temperatura de funcionamiento durante el calentamiento de la unidad. En esta versión, el prearranque se activa durante cinco segundos. Luego, mientras el motor se calienta a la temperatura de funcionamiento, las velas funcionan en modo de luz.

Control de bujías incandescentes

El elemento calefactor se enfría debido a la entrada de una porción fresca de aire en el cilindro. Cuando el automóvil está en movimiento, el aire más frío ingresa al tracto de admisión y, cuando está parado, este flujo es más cálido. Estos factores influyen en la velocidad de enfriamiento de las bujías incandescentes. Dado que los diferentes modos requieren su propio grado de calentamiento, este parámetro debe ajustarse.

Todos estos procesos están regulados por una unidad de control electrónico. Dependiendo del funcionamiento del motor, la ECU cambia el voltaje en los calentadores para reducir el riesgo de sobrecalentamiento mientras el automóvil está parado.

En automóviles caros, se instalan dichos dispositivos electrónicos, lo que no solo le permite encender una vela en un período corto, sino también controlar el funcionamiento de cada uno de ellos por separado.

Bujías incandescentes defectuosas en motores diesel

El servicio de las bujías incandescentes depende de factores como las características del dispositivo, los materiales con los que se fabrica el producto y las condiciones de funcionamiento. Sin embargo, no es necesario cambiarlos como parte del mantenimiento de rutina del motor, como es el caso de las bujías (para saber cómo determinar cuándo cambiar las bujías, lea aquí).

Esto generalmente se hace tan pronto como aparecen una falla o signos de operación inestable. La mayoría de las veces, esto sucede entre 1 y 2 años después de la instalación, pero todo esto es muy relativo, ya que cada conductor usa el automóvil a su manera (uno conduce más y el otro menos).

Puede identificar una vela que se romperá pronto en una estación de servicio durante el diagnóstico por computadora. Los problemas con las velas en el verano son extremadamente raros en el funcionamiento del motor. En el verano, el aire se calienta lo suficiente para que el combustible diesel se encienda en el cilindro sin un calentador.

El parámetro más común que determina el tiempo para reemplazar los elementos calefactores es el kilometraje del vehículo. El precio de las velas más simples está disponible para la mayoría de los automovilistas con una riqueza material modesta, pero su recurso de trabajo está limitado a solo 60-80 mil kilómetros. Las modificaciones cerámicas tardan más en hacerse cargo, en algunos casos no se deterioran cuando alcanzan los 240 mil kilómetros.

A pesar de que los elementos calefactores cambian a medida que fallan, se recomienda reemplazarlos con el conjunto completo (la excepción es la instalación de una pieza defectuosa).

Estas son las principales causas de rotura de las bujías incandescentes:

• Desgaste natural del material. Con bruscos saltos de temperatura de menos a extremadamente alto, ningún material durará mucho. Esto es especialmente cierto para los productos metálicos delgados;
• El alfiler de metal puede convertirse en hollín;
• El tubo incandescente puede hincharse debido al alto voltaje;
• Errores en el proceso de instalación de una vela en un pozo. Los modelos modernos son muy delgados y, al mismo tiempo, bastante frágiles, por lo que el trabajo de instalación de una nueva pieza debe realizarse con el mayor cuidado posible. El maestro puede apretar demasiado el hilo, por lo que la parte puede permanecer en el pozo, y sin dispositivos especiales será imposible desmontarlo. Por otro lado, durante el funcionamiento de la unidad de potencia, los productos de combustión se acumulan en el espacio entre el pozo de la bujía y la rosca del producto. A esto se le llama pegar velas. Si una persona sin experiencia intenta desenroscarlo, seguramente lo romperá, por lo que es necesario que un profesional lo reemplace;
• La bobina de calentamiento se ha roto;
• Corrosión provocada por una reacción electroquímica.

Para evitar situaciones desagradables asociadas con el desmontaje / montaje incorrecto de piezas, debe seguir las siguientes recomendaciones simples:

1. Caliente el motor antes de cambiar el CH. Debe estar caliente en el interior o en el exterior para que el motor de combustión interna no tenga tiempo de enfriarse mientras se atornillan las piezas nuevas;
2. Dado que el motor estará caliente, se deben usar guantes para evitar quemaduras;
3. Al desmontar una vela, es importante no tener menos cuidado que al atornillarla en un pozo. Durante este procedimiento, también se debe utilizar una llave dinamométrica para controlar las fuerzas de torsión;
4. Si la pieza está atascada, no debe utilizar más del esfuerzo permitido. Es mejor usar sustancias líquidas penetrantes;
5. Se debe intentar desenroscar todas las velas. Si ninguno cede, solo entonces aumentamos el esfuerzo;
6. Antes de atornillar piezas nuevas, se deben limpiar de suciedad los pozos de las bujías y el área que los rodea. En este caso, debe tener cuidado para que no entren partículas extrañas en el cilindro;
7. Durante el proceso de atornillado, esto se hace primero manualmente para evitar una curva en el ajuste del elemento. Luego se usa una llave dinamométrica. Los esfuerzos se establecen de acuerdo con las instrucciones del fabricante (indicadas en el empaque de la vela).

Que acorta la vida de las velas

Como ya se mencionó, la vida útil del CH depende de las condiciones de operación del vehículo. Aunque estos elementos son bastante resistentes, aún pueden fallar prematuramente.

A continuación, se muestran algunos factores que acortan la vida útil de estos detalles:

• Errores durante la instalación. A alguien le puede parecer que no hay nada más fácil que desenroscar una pieza rota y atornillar una nueva. De hecho, si no se sigue la tecnología para realizar el trabajo, la vela no durará ni un minuto. Por ejemplo, se puede romper fácilmente colocándolo en el pozo de una vela o quitando los hilos.
• Fallos en el sistema de combustible. En los motores diesel, se utilizan inyectores de combustible, que tienen un modo de funcionamiento de llamarada (cada modificación forma su propia forma de nube de combustible). Si el atomizador se obstruye, no distribuirá adecuadamente el combustible por la cámara. Dado que el CH está instalado cerca de la boquilla, debido a un funcionamiento incorrecto, el combustible diesel puede entrar en el tubo incandescente. Una gran cantidad de hollín provoca un desgaste acelerado de la punta, lo que conduce a la rotura de la bobina.
• Uso de bujías no estándar para un motor de combustión interna específico. Pueden ser idénticos en forma a los de fábrica, pero funcionan con un voltaje diferente.
• La presencia de errores en la unidad de control, que pueden ser la causa de un calentamiento incorrecto de la cavidad del cilindro o fallas en el suministro de combustible. Además, en los motores que requieren una revisión importante, a menudo se vierte aceite en la punta del tubo incandescente.
• Debido a los depósitos de carbón acumulados alrededor del CH, puede ocurrir un corto a tierra, lo que conduce a interrupciones en el funcionamiento de las eléctricas del circuito de prearranque del ICE. Por esta razón, es extremadamente importante limpiar a fondo los pozos de las velas del hollín.

Cuando se realiza el reemplazo, se debe prestar atención al estado de los elementos antiguos. Si el tubo incandescente está hinchado, significa que las piezas antiguas no corresponden al voltaje en la red de a bordo (o hay una falla grave en ella). El daño en la punta y los depósitos de carbón en ella pueden indicar que le cae combustible, por lo tanto, en paralelo, diagnostique el sistema de combustible. Si la varilla de contacto se desplaza con respecto a la carcasa de MT, entonces se violó el par de apriete durante el proceso de instalación. En este caso, debe utilizar los servicios de otra estación de servicio.

Comprobación de las bujías incandescentes

No espere a que se rompa el elemento luminoso. La rotura puede estar asociada no solo con el sobrecalentamiento de la bobina. El metal sobrecalentado se vuelve quebradizo con el tiempo. Una compresión fuerte puede hacer que la pieza de mano se parta. Además de detener el funcionamiento de la bujía, un objeto extraño en el cilindro puede dañar gravemente este par en el motor (el espejo de las paredes del cilindro se derrumbará, una parte metálica puede meterse entre el pistón y la parte inferior de la culata, lo que dañará el pistón, etc.).

Aunque esta revisión enumera la mayoría de las fallas de calefacción, las roturas de bobinas son las más comunes. En el verano, el motor ni siquiera mostrará signos de que esta pieza se haya roto. Por ello, conviene realizar sus diagnósticos preventivos.

Para hacer esto, necesita usar cualquier modificación del probador. Configuramos el modo de medición de resistencia. Antes de conectar las sondas, debe desconectar el cable de alimentación (trenzado de la salida). Con el contacto positivo tocamos la salida de la vela, y el contacto negativo con el propio motor. Si la máquina utiliza un modelo con dos cables, conectamos las sondas de acuerdo con los polos. Cada parte tiene su propio indicador de resistencia. Suele estar indicado en el embalaje.

Sin quitar el dispositivo del motor, también puede verificar en el modo de marcación. El multímetro está configurado en la posición adecuada. Con una sonda tocamos la salida de la vela y con la otra, el cuerpo. Si no hay señales, entonces el circuito está roto y la vela debe ser reemplazada.

Otra forma es medir el consumo actual. El cable de alimentación está desconectado. Conectamos un terminal del multímetro configurado al modo amperímetro. Con la segunda sonda, toque la salida de la bujía incandescente. Si la pieza está en buenas condiciones, consume de 5 a 18 amperios, según el tipo. Las desviaciones de la norma son la razón para desenroscar la pieza y verificarla utilizando otros métodos.

Se debe seguir la regla general al seguir los procedimientos anteriores. Si se desenrosca el cable de suministro de corriente, primero debe desconectar la batería para no provocar accidentalmente un cortocircuito.

La vela retirada también se comprueba de varias formas. Uno de ellos te permite comprobar si se está calentando o no. Para ello, conectamos el terminal central al terminal positivo de la batería, y colocamos el signo menos en la carcasa del dispositivo. Si la vela está brillando correctamente, entonces está en buen estado de funcionamiento. Al realizar este procedimiento, recuerde que después de desconectar la pieza de la batería, permanece lo suficientemente caliente como para quemarse.

El siguiente método solo se puede utilizar en máquinas que no tienen una unidad de control electrónico. Desconecte el cable de suministro de la salida. Intentamos conectarlo al contacto central con movimientos tangentes. Si aparece una chispa en el proceso, la pieza está en buen estado.

Entonces, como vimos, la estabilidad del motor frío en invierno depende de la capacidad de servicio de las bujías incandescentes. Además de revisar las velas, antes del inicio del invierno, también debe diagnosticar el motor y los sistemas que están asociados con su funcionamiento. La estación de servicio ayudará a identificar fallas a tiempo que puedan afectar el desempeño de las bujías incandescentes.

En conclusión, eche un vistazo a la revisión del video sobre cómo verificar el rendimiento de una bujía incandescente:

Bujías incandescentes diésel: tanto CORRECTAS como fáciles de revisar y reemplazar. La guía más COMPLETA.

Preguntas y respuestas

¿Cuántas bujías hay en un motor diesel? En un motor diesel, el VTS se enciende inyectando combustible diesel en el aire caliente por compresión. Por lo tanto, el motor diesel no usa bujías (solo bujías incandescentes para calentar el aire).

¿Con qué frecuencia debe cambiar las bujías en un motor diesel? Depende del motor y las condiciones de funcionamiento. En promedio, las velas cambian entre 60 y 10 mil km. kilometraje. A veces atienden a 160 mil.

¿Cómo funcionan las bujías incandescentes diésel? Comienzan a funcionar antes de arrancar el motor (se enciende el encendido del sistema de a bordo), calentando el aire en los cilindros. Después de que el motor se calienta, se apagan.