José Carlos Rodríguez Melchor - Mantenimiento de sistemas auxiliares del motor de ciclo otto. TMVG0409

Culata

La culata, tapa de cilindros, cabeza del motor o tapa del bloque de cilindros es la parte superior de un motor de combustión interna que permite el cierre de las cámaras de combustión.

Recuerde

Para producir la inflamación de la gasolina se necesita ‘aire y chispa’.

Las bujías van montadas en la culata del motor mediante un sistema de roscado, su montaje puede formar una disposición en línea o en V, según el tipo de motor: motores en línea o en V, principalmente (llamados motores alternativos). Existen en el mercado motores rotativos que no utilizan pistones (motor Wankel).

Lugar de montaje de la bujía de encendido

2.1. Partes de una bujía

En una bujía se distinguen las siguientes partes:

Partes de una bujía

La tuerca de conexión eléctrica(1) es el terminal de la bujía, el cual, se conecta al cable de bujías. Hay bujías que no utilizan la tuerca de conexión para conectarse a la bujía, sino que utilizan la propia rosca donde se enrosca la tuerca de conexión. Por tanto, si existiera, habría que desmontar la tuerca de conexión antes de conectarla con el cable de bujías.

El vástago de encendido(2) es el elemento central de la bujía que conduce la corriente desde el terminal de conexión del cable de bujías hasta el electrodo central y se conecta con el vidrio fundido(6) que es conductor eléctrico. Este vidrio fundido tiene la función de unir las piezas y forma una barrera estanca al paso de los gases de ‘escape’.

El cuerpo(4) fija la bujía a la culata, teniendo una parte en forma hexagonal para poder utilizar una ‘llave de bujías’. Existen dos tamaños estándar de llaves de bujías para el automóvil, uno para ‘bujías estrechas’ y otro para ?bujías anchas’. Esta rosca es por donde se conecta eléctricamente a masa el elec trodo llamado ‘de masa’ , que normalmente es el polo negativo de la batería.

El electrodo de masa(12) está unido al cuerpo, que hace contacto eléctrico a través de la rosca de la bujía.

El aislador(3) es un elemento que aísla eléctricamente el electrodo central (11) y el vástago (2) del cuerpo de la bujía (4), evitando que la corriente eléctrica siga un camino no deseado.

La junta angular(5) imperdibleasegura una buena estanqueidad de la cámara de combustión, siendo también posible juntas de unión de tipo cónico. Esta junta angular imperdible es como una arandela, la cual no debe quitarse si existiese.

Entre los electrodos (11) y (12) salta el arco eléctrico o chispa que comenzará el proceso de combustión de la mezcla de gasolina y aire, estos electrodos al estar en la cámara de combustión están sometidos a temperaturas y presiones muy elevadas y tienen un alto desgaste. Parte del aislador (3) también está en la cámara de combustión, por lo que puede verse afectado por las condiciones de presión y temperatura.

Tiene dos conexiones eléctricas, una conexión formada por la unión de los terminales de la bujía y del cable de bujía, generalmente, este es el polo positivo; y otra conexión formada por la rosca de la bujía a la culata, que generalmente es el polo negativo o masa. Es muy importante que las conexiones eléctricas estén en perfecto estado, es decir, que no estén flojas ni exista suciedad en ellas. Si las bujías no están bien apretadas a la culata, no harán una buena conexión eléctrica y además se corre el riesgo de que alguna salga disparada a gran velocidad provocando graves daños personales o materiales.

Consejo

Las conexiones tienen que estar limpias y ser fuertes. Se recomienda comprobarlas y limpiarlas, si fuera necesario.

Si alguna bujía estuviera floja, lo primero que se debería hacer es advertirlo a las personas que estén alrededor, procurar que se alejen, incluido usted, y parar el motor inmediatamente. Cuando una bujía está floja, se puede observar un movimiento oscilatorio, en el que la bujía describe una circunferencia, ya que está descentrada respecto a un eje de giro longitudinal a la bujía. Este movimiento es muy parecido al efecto óptico ‘mágico’ que se consigue al coger un bolígrafo con los dedos pulgar e índice sin apretar, colocarlo horizontalmente y mover la mano de arriba abajo repetidamente, puede verse como el bolígrafo parece que se deforma.

2.2. Etapas o secuencia de la combustión de la mezcla

El proceso de combustión de la gasolina debe realizarse en una secuencia adecuada, con unas condiciones físicas determinadas para obtener el mayor rendimiento energético y potencia mecánica posible, este proceso se simplifica en cuatro etapas:

1. Salto de la chispa.

2. Inicio de la combustión.

3. Proceso de combustión.

4. Fin de la combustión.

Estas cuatro etapas se estudiarán más adelante por separado.

Cuando se dice que el proceso de combustión tenga el mayor rendimiento energético significa que el proceso debe ser capaz de liberar la máxima energía posible de la mezcla gasolina-aire que existe en la cámara de combustión y que toda esa energía liberada se transforme en energía mecánica minimizando las pérdidas. Lo ideal, sería que toda la energía química contenida en la mezcla se transformase en energía mecánica (movimiento) -podríamos decir que el motor tiene un rendimiento del 100%-; pero se sabe que esto no es posible, siempre existen pérdidas energéticas en forma de calor (pérdidas por conducción, convección, radiación, rozamiento entre elementos mecánicos móviles).

El proceso de combustión, no solo pretende que el rendimiento energético sea lo mayor posible, sino obtener la mayor potencia, es decir, que se pueda realizar un trabajo lo más rápidamente posible. En general, cuanto mayor potencia tiene un automóvil, más rápido alcanzará la velocidad de 100 km/h, pero tendrá un rendimiento menor.

Sabía que...

Normalmente, más potencia mecánica en un motor significa más consumo de combustible.

Existen vehículos automóviles con motores de diferentes potencias y con diferentes consumos de combustible, en general, cuanto mayor es la potencia de los motores menor es el rendimiento energético. Esto se debe principalmente a que estos motores tienen mayor cilindrada y están diseñados para desarrollar más potencia, bien porque tengan mayor número de cilindros, los cilindros tengan mayor volumen, etc.

Ejemplo

Para dejar claro potencia y rendimiento se compararán dos atletas: un atleta que corra los 100 m lisos y otro que corra los 10000 m lisos. ¿Cuál de los dos atletas tendrá mayor potencia y cuál mayor rendimiento energético?