Carrera: Ingeniería en Sistemas Productivos.

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Ing. Luis Robles Escoto

Alumno: José Manuel Ruiz Rosales

Asignatura: Ingeniería de los Materiales  

Tema: Selección de Materiales  

Grado y Grupo: 8C

Carrera: Ingeniería en Sistemas Productivos

02/02/16

INTRODUCCIÓN

En el siguiente documento hablamos sobre las bujías, lo cual especificaremos su funcionabilidad, materiales que la componen, el desempeño de dicho producto, su impacto ambiental y materiales que cumplen las mismas funciones.

Los materiales que la conforman son:

• Aislantes
• Metales
• Electrodos

Estos tres materiales son los encargados de crear una bujía

También hablamos de la reacción que tiene en un motor de combustión interna, a que temperaturas se someten estos materiales sin deformarse.

A continuaciones se presenta dicha investigación.

Las bujías

• Características de funcionabilidad

La bujía es el elemento del sistema de encendido que hace saltar la chispa en la cámara de explosión de los motores de combustión interna. En consecuencia, la bujía debe conducir a la cámara la corriente de alta tensión producida por el sistema de encendido y descargarla en forma de chispa entre dos electrodos para encender la mezcla de aire y carburante.

La moderna bujía está constituida por tres partes principales: el aislante, el cuerpo metálico y los electrodos. Para su montaje se emplean selladores especiales.

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El aislante

El aislante tiene una doble función: primera, asegurar que la alta tensión producida por la instalación de encendido venga conducida a lo largo del electrodo central y no desviada en otras direcciones (para obtener esto, el aislante debe impedir la dispersión de la corriente eléctrica —más de 30.000 V— a una temperatura comprendida entre -46 °C y + 930 °C), y segunda, ser buen conductor del calor con objeto de disipar el calor producido por la combustión, que de otra manera podría dañar el electrodo.

El aislante, además de tener la cualidad de aislamiento térmico y eléctrico, debe presentar resistencia mecánica suficiente para soportar las presiones de la cámara de explosión (a;60 atm), elevada resistencia a los efectos de los diversos aditivos del carburante, y al agrietamiento y a la rotura cuando es sometido a rápidos y extremos cambios de temperatura. Los aislantes de las mejores marcas tienen la capacidad de soportar los más rigurosos saltos térmicos de -75 °C en hielo seco al calor rojo, en pocos segundos y sin perder su dureza que se encuentra alrededor de grado 9 de la escala de Mohs (la dureza del diamante es 10).

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Los materiales más comúnmente usados para la fabricación de los aislantes y que en general satisfacen los requisitos requeridos son la sillimanita, la alúmina pura o aleada, la esteatita y la mullita (compuesta de alúmina y sillimanita).

El aislante se fabrica con sistemas de inyección o extrusión, torneado y luego pasa por un horno de cocción, donde sus dimensiones disminuyen cerca del 20 %.

Numerosos fabricantes de bujías suministran el aislante con nervios anulares, para hacer más difícil un eventual corto circuito externo debido a humedad o incrustaciones, ya que es aumentado al recorrido que debería efectuar la chispa entre el terminal de la bujía y la masa.

El cuerpo de la bujía se obtiene de aceros al azufre con contenido medio de carbono y manganeso suministrados a las fábricas en forma de barras octogonales, que a continuación se cortan en trozos y se mecanizan según su diseño. Recientemente, los mayores fabricantes de bujías empleaban la técnica de la extrusión en prensas de estampación en frío. Estas prensas, del tipo de punzón múltiple, efectúan el completo acabado del cuerpo de la bujía, a excepción de la rosca externa.

El electrodo de masa se añade por medio de soldadura, los cuerpos pasan a la máquina para obtener la rosca laminada y, finalmente, se someten a un acabado anticorrosivo, que puede ser bruñido, cadmiado o cincado para obtener una ulterior protección contra la oxidación durante el almacenamiento y empleo.

Las dimensiones y la rosca deben sufrir una rigurosa verificación para comprobar que se han respetado las estrechas tolerancias de construcción.

Electrodos

El material empleado para la fabricación de los electrodos de la bujía debe poseer óptimas propiedades eléctricas para reducir al mínimo el voltaje requerido para hacer saltar la chispa; debe ser también resistente a las temperaturas extremas, a la corrosión de los gases de la combustión y a la erosión eléctrica.

La mayor parte de los electrodos de las bujías se fabrican con aleación de níquel, cuya composición varía según las principales aplicaciones a las cuales se destinará la bujía. En determinados casos, para aplicaciones especiales, pueden emplearse aleaciones ligeras de metales nobles como la plata, el platino o el oro-paladio.

Selladores

Los diversos elementos que constituyen la bujía están unidos entre sí mediante diferentes procedimientos que prevén la utilización de selladores en estado de polvo o selladores que necesitan de un ulterior tratamiento en horno.

En la fabricación de las bujías son necesarios dos selladores: uno se incorpora entre el electrodo central y el aislante, el otro entre el aislante y el cuerpo metálico.

Estos selladores deben ser insensibles al calor, a la oxidación y a la corrosión. Además han de poseer un alto grado de resistencia eléctrica y no deben reaccionar químicamente con ningún otro componente de la bujía. Todo esto para asegurar constantemente una retención hermética de los gases de la combustión.

El aislante, provisto del electrodo central, se une al cuerpo de la bujía mediante rebordeado en caliente o en frío. Máquinas apropiadas efectúan después el corte del electrodo central y el doblado y calibrado del electrodo de masa. Finalmente se le coloca la arandela que tiene por objeto, en bujías normales, asegurar la retención de los gases.

La bujía, después de sufrir un proceso de lubricación y superados los numerosos controles de calidad, está dispuesta para lanzarla al mercado.

El grado térmico de la bujía

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