Bujía

Una bujía (a veces, en inglés británico , a sparking plug , ^{[ 1 ]} y, coloquialmente, a plug ) es un dispositivo que suministra corriente eléctrica desde un sistema de encendido a la cámara de combustión de un motor de encendido por chispa para encender la mezcla comprimida de combustible y aire mediante una chispa eléctrica , conteniendo al mismo tiempo la presión de combustión dentro del motor. Una bujía tiene una carcasa metálica roscada , aislada eléctricamente de un electrodo central por un aislante cerámico . El electrodo central, que puede contener una resistencia , está conectado mediante un cable con un alto grado de aislamiento al terminal de salida de una bobina de encendido o magneto . La carcasa metálica de la bujía se enrosca en la culata del motor y, por lo tanto, se conecta a tierra eléctricamente . El electrodo central sobresale a través del aislante de porcelana hacia la cámara de combustión , formando uno o más espacios de chispa entre el extremo interior del electrodo central y, generalmente, una o más protuberancias o estructuras unidas al extremo interior de la carcasa roscada y denominadas electrodo(s) lateral (es) , de tierra o de masa . ^{[ 2 ]}

Las bujías también pueden utilizarse para otros fines; en el sistema de encendido directo de Saab, cuando no están encendiendo, se utilizan para medir la ionización en los cilindros. Esta medición de corriente iónica se utiliza para reemplazar el sensor de fase de leva, el sensor de detonación y la función de medición de fallos de encendido habituales. ^{[ 3 ]} Las bujías también pueden utilizarse en otras aplicaciones, como hornos, donde se debe encender una mezcla combustible de aire. En este caso, a veces se las denomina encendedores de llama .

En 1860, Étienne Lenoir utilizó una bujía eléctrica en su motor de gas , el primer motor de pistón de combustión interna. Generalmente se le atribuye a Lenoir la invención de la bujía. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Las primeras patentes de bujías incluyeron las de Nikola Tesla (en la patente estadounidense 609,250 para un sistema de sincronización de encendido, 1898), Frederick Richard Simms (GB 24859/1898, 1898) y Robert Bosch (GB 26907/1898). Solo la invención de la primera bujía de alto voltaje comercialmente viable como parte de un sistema de encendido basado en magneto por el ingeniero de Robert Bosch, Gottlob Honold, en 1902, hizo posible el desarrollo del motor de encendido por chispa . Las mejoras de fabricación posteriores se pueden atribuir a Albert Champion , ^{[ 6 ]} a los hermanos Lodge , hijos de Sir Oliver Lodge , quienes desarrollaron y fabricaron la idea de su padre, ^{[ 7 ]} y también a Kenelm Lee Guinness , de la familia cervecera Guinness , quien desarrolló la marca KLG. Helen Blair Bartlett desempeñó un papel vital en la fabricación del aislante en 1930. ^{[ 8 ]}

La función de una bujía es producir una chispa en el momento preciso para encender la mezcla combustible. La bujía está conectada al alto voltaje generado por una bobina de encendido o magneto . A medida que la corriente fluye desde la bobina, se genera un voltaje entre los electrodos central y lateral. Inicialmente, no puede circular corriente porque el combustible y el aire en el espacio entre los electrodos son aislantes, pero a medida que el voltaje aumenta, comienza a modificar la estructura de los gases entre los electrodos. Una vez que el voltaje supera la rigidez dieléctrica de los gases, estos se ionizan . El gas ionizado se convierte en conductor y permite que la corriente fluya a través del espacio. Las bujías generalmente requieren un voltaje de 12 000 a 25 000  voltios o más para "encender" correctamente, aunque puede llegar hasta los 45 000  voltios. Suministran una corriente mayor durante el proceso de descarga, lo que resulta en una chispa más caliente y de mayor duración.

Cuando la corriente de electrones atraviesa el espacio, eleva la temperatura del canal de la chispa a 60 000 K. El intenso calor en el canal de la chispa provoca que el gas ionizado se expanda muy rápidamente, como una pequeña explosión. Este es el "clic" que se escucha al observar una chispa, similar al de un relámpago o un trueno . 

El calor y la presión provocan que los gases reaccionen entre sí, y al final de la chispa debería formarse una pequeña bola de fuego en el espacio entre los electrodos, a medida que los gases arden por sí solos. El tamaño de esta bola de fuego, o núcleo, depende de la composición exacta de la mezcla entre los electrodos y del nivel de turbulencia en la cámara de combustión en el momento de la chispa. Un núcleo pequeño hará que el motor funcione como si el encendido se hubiera retrasado, y uno grande, como si se hubiera adelantado.

Una bujía se compone de una carcasa, un aislante y un conductor central. Atraviesa la pared de la cámara de combustión y, por lo tanto, debe sellarla contra altas presiones y temperaturas sin deteriorarse con el tiempo ni tras un uso prolongado.

Las bujías se especifican por tamaño, ya sea rosca o tuerca (a menudo denominada Euro ), tipo de sellado (cónico o arandela de compresión) y distancia entre electrodos. Los tamaños de rosca (tuerca) comunes en Europa son 10  mm (16  mm), 14  mm (21  mm; a veces, 16  mm) y 18  mm (24  mm; a veces, 21  mm). En Estados Unidos, los tamaños de rosca (tuerca) comunes son 10 mm (16 mm), 12 mm (14 mm, 16 mm o 17,5 mm), 14 mm (16 mm, 20,63 mm) y 18 mm (20,63 mm). ^{[ 9 ]}

Partes del enchufe

Terminal

La parte superior de la bujía contiene un terminal para conectarse al sistema de encendido . A lo largo de los años, los fabricantes han introducido variaciones en la configuración del terminal. La construcción exacta del terminal varía según el uso de la bujía. La mayoría de los cables de bujía de los automóviles se conectan a presión al terminal de la bujía, pero algunos cables tienen conectores de ojal que se fijan a la bujía mediante una tuerca. La configuración estándar SAE de tuerca sólida no extraíble es común en muchos automóviles y camiones. Las bujías que se utilizan para estas aplicaciones a menudo tienen el extremo del terminal con una doble función como tuerca en un vástago roscado delgado, de modo que pueden usarse para ambos tipos de conexión. Este tipo de bujía tiene una tuerca o moleteado extraíble, lo que permite a sus usuarios conectarlas a dos tipos diferentes de capuchones de bujía. Algunas bujías tienen una rosca desnuda, que es un tipo común para motocicletas y vehículos todo terreno. Finalmente, en los últimos años, se ha introducido un terminal tipo copa, que permite un aislante cerámico más largo en el mismo espacio confinado. ^{[ 10 ]}

Aislante

La parte principal del aislante suele estar hecha de alúmina sinterizada ( _Al₂O₃ ), ^{[ 11} _] ^{[ 12 ]} un material cerámico muy duro con alta rigidez dieléctrica , impreso con el nombre del fabricante y marcas de identificación, y luego ^esmaltado para mejorar la resistencia al seguimiento de chispas superficiales. Sus funciones principales son proporcionar soporte mecánico y aislamiento eléctrico para el electrodo central, además de proporcionar una trayectoria de chispa extendida para la protección contra descargas disruptivas. Esta porción extendida, particularmente en motores con bujías profundamente empotradas, ayuda a extender el terminal por encima de la culata para que sea más accesible.

Otra característica de la alúmina sinterizada es su buena conductividad térmica, lo que reduce la tendencia del aislante a brillar con el calor y, por lo tanto, a encender la mezcla prematuramente.

Costillas

Al alargar la superficie entre el terminal de alta tensión y la carcasa metálica conectada a tierra de la bujía, la forma física de las nervaduras mejora el aislamiento eléctrico e impide que la energía eléctrica se filtre a lo largo de la superficie del aislante, desde el terminal hasta la carcasa metálica. Esta trayectoria más larga y interrumpida hace que la electricidad encuentre mayor resistencia a lo largo de la superficie de la bujía, incluso en presencia de suciedad y humedad. Algunas bujías se fabrican sin nervaduras; las mejoras en la rigidez dieléctrica del aislante las hacen menos importantes.

Punta aislante

En las bujías modernas (posteriores a la década de 1930), la punta del aislante que sobresale en la cámara de combustión es de la misma cerámica de óxido de aluminio sinterizado (alúmina) que la parte superior, solo que sin esmaltar. Está diseñada para soportar 650 °C (1200 °F) y 60 kV.   

Las bujías más antiguas, sobre todo las de los aviones, utilizaban un aislante compuesto por capas apiladas de mica , comprimidas por la tensión en el electrodo central.

Con el desarrollo de la gasolina con plomo en la década de 1930, los depósitos de plomo en la mica se convirtieron en un problema y redujeron el intervalo entre la necesidad de limpiar la bujía. Siemens desarrolló la alúmina sinterizada en Alemania para contrarrestar esto. ^{[ 13 ]} La alúmina sinterizada es un material superior a la mica o la porcelana porque es un conductor térmico relativamente bueno para una cerámica, mantiene una buena resistencia mecánica y resistencia al choque (térmico) a temperaturas más altas, y esta capacidad de funcionar a altas temperaturas le permite funcionar a temperaturas de "autolimpieza" sin una rápida degradación. También permite una construcción simple de una sola pieza a bajo costo pero con alta fiabilidad mecánica. Las dimensiones del aislante y del núcleo conductor metálico determinan el rango de temperatura de la bujía. Los aislantes cortos suelen ser bujías "más frías", mientras que las bujías "más calientes" se fabrican con un recorrido más largo hacia el cuerpo metálico, aunque esto también depende del núcleo metálico conductor térmicamente.

Focas

Dado que la bujía también sella la cámara de combustión del motor al instalarse, se requieren juntas para evitar fugas. Las juntas internas de las bujías modernas están hechas de polvo de vidrio/metal comprimido, pero las juntas antiguas se fabricaban generalmente mediante soldadura fuerte multicapa . La junta externa suele ser una arandela de compresión , pero algunos fabricantes utilizan el método más económico de una interfaz cónica y compresión simple para intentar sellar.

Carcasa metálica

La carcasa metálica (o cubierta , como muchos la llaman) de la bujía soporta el par de apriete, disipa el calor del aislante y lo transfiere a la culata, y actúa como conexión a tierra para las chispas que pasan del electrodo central al electrodo lateral. Las roscas de las bujías se laminan en frío para evitar la fatiga por ciclos térmicos. Es importante instalar bujías con la longitud de rosca correcta. Las bujías pueden variar en longitud de rosca de 0,095 a 2,649 cm (0,0375 a 1,043 pulgadas) , como en aplicaciones para automóviles y motores pequeños. ^{[ 14 ]} Además, la carcasa de una bujía marina es de metal con doble recubrimiento de cromato de zinc. ^{[ 15 ]}  

Electrodo central

El electrodo central se conecta al terminal mediante un cable interno y, generalmente, una resistencia cerámica en serie para reducir la emisión de ruido de radiofrecuencia (RF) de la chispa. Las bujías sin resistencia, que suelen venderse sin la letra "R" en el número de pieza del tipo de bujía, carecen de este elemento para reducir la interferencia electromagnética con radios y otros equipos sensibles. La punta puede estar hecha de una combinación de cobre , níquel - hierro , cromo o metales nobles .

A finales de la década de 1970, el desarrollo de los motores alcanzó un punto en el que el rango térmico de las bujías convencionales con electrodos centrales de aleación de níquel sólido no podía satisfacer sus exigencias. Una bujía lo suficientemente fría para soportar las exigencias de la conducción a alta velocidad no sería capaz de quemar los depósitos de carbono causados ​​por las paradas y arranques frecuentes en entornos urbanos, y se ensuciaría en estas condiciones, provocando fallos de encendido. Del mismo modo, una bujía lo suficientemente caliente para funcionar sin problemas en ciudad podría fundirse al tener que soportar una conducción prolongada a alta velocidad en autopista. La solución a este problema, ideada por los fabricantes de bujías, fue utilizar un material y un diseño diferentes para el electrodo central que pudieran disipar el calor de la combustión de la punta de forma más eficaz que una aleación de níquel sólido. El cobre fue el material elegido para esta tarea y Floform creó un método para fabricar el electrodo central con núcleo de cobre .

El electrodo central suele ser el diseñado para expulsar los electrones (el cátodo , es decir, polaridad negativa ^{[ 16 ]} con respecto al bloque del motor) porque normalmente es la parte más caliente de la bujía; es más fácil emitir electrones desde una superficie caliente, debido a las mismas leyes físicas que aumentan las emisiones de vapor de superficies calientes (véase emisión termoiónica ). ^{[ 17 ]} Además, los electrones se emiten donde la intensidad del campo eléctrico es mayor; esto es desde donde el radio de curvatura de la superficie es menor, desde una punta o borde afilado en lugar de una superficie plana (véase descarga de corona ). ^{[ 17 ]} Usar el electrodo lateral más frío y romo como negativo requiere hasta un 45 por ciento más de voltaje, ^{[ 17 ]} por lo que pocos sistemas de encendido aparte de la chispa perdida están diseñados de esta manera. ^{[ 18 ]} Los sistemas de chispa perdida imponen una mayor tensión a las bujías ya que disparan electrones alternativamente en ambas direcciones (desde el electrodo de masa al electrodo central, no solo desde el electrodo central al electrodo de masa). Como resultado, los vehículos con dicho sistema deberían tener metales preciosos en ambos electrodos, no solo en el electrodo central, para aumentar los intervalos de reemplazo de servicio ya que desgastan el metal más rápidamente en ambas direcciones, no solo en una. ^{[ 19 ]}

Lo más sencillo sería extraer electrones de un electrodo puntiagudo, pero este se desgastaría en pocos segundos. En cambio, los electrones se emiten desde los bordes afilados del extremo del electrodo; a medida que estos bordes se desgastan, la chispa se debilita y se vuelve menos fiable.

En el pasado era común quitar las bujías, limpiar los depósitos de los extremos, ya sea manualmente o con equipos especializados de chorro de arena , y limar el extremo del electrodo para restaurar los bordes afilados, pero esta práctica se ha vuelto menos frecuente por tres razones:

1. La limpieza con herramientas como un cepillo de alambre deja restos de metal en el aislante, lo que puede proporcionar una vía de conducción débil y, por lo tanto, debilitar la chispa (aumentando las emisiones).
2. Los enchufes son tan baratos en relación con el coste de la mano de obra que, desde el punto de vista económico, conviene sustituirlos, sobre todo si se trata de enchufes modernos de larga duración.
3. Los tapones de iridio y platino, que tienen una vida útil más larga que los de cobre, se han vuelto más comunes.

El desarrollo de electrodos de metales nobles de alta temperatura (utilizando metales como itrio , iridio , tungsteno , paladio o rutenio , así como platino , plata u oro , de valor relativamente alto ) permite el uso de un hilo central más delgado, con bordes más afilados, pero que no se funde ni se corroe. Estos materiales se utilizan por sus altos puntos de fusión y durabilidad, no por su conductividad eléctrica (que es irrelevante en serie con la resistencia o los cables del enchufe). El electrodo más delgado también absorbe menos calor de la chispa y de la energía inicial de la llama.

Firestone comercializó bujías de polonio entre 1940 y 1953. Si bien la cantidad de radiación que emitían era mínima y no representaba una amenaza para el consumidor, sus beneficios disminuían rápidamente después de aproximadamente un mes debido a la corta vida media del polonio y a que la acumulación de residuos en los conductores bloqueaba la radiación que mejoraba el rendimiento del motor. La premisa de la bujía de polonio, así como del prototipo de bujía de radio de Alfred Matthew Hubbard que la precedió, era que la radiación mejoraría la ionización del combustible en el cilindro, permitiendo así que la bujía se encendiera de forma más rápida y eficiente. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

Electrodo lateral (tierra, tierra)

El electrodo lateral (también conocido como "banda de tierra") está fabricado en acero con alto contenido de níquel y se suelda o forja en caliente al lateral de la carcasa metálica. Este electrodo lateral también alcanza temperaturas muy elevadas, especialmente en los tapones nasales proyectados. Algunos diseños incorporan un núcleo de cobre para mejorar la conductividad térmica. También se pueden utilizar varios electrodos laterales para evitar que se superpongan al electrodo central. El electrodo de tierra puede llevar pequeñas almohadillas de platino o incluso iridio para prolongar su vida útil. ^{[ 22 ]}

espacio entre electrodos de la bujía

Las bujías suelen tener una separación entre electrodos que el técnico que las instala puede ajustar doblando ligeramente el electrodo de masa. Una misma bujía puede especificarse para varios motores diferentes, requiriendo una separación distinta para cada uno. Las bujías de los automóviles generalmente tienen una separación entre 0,6 y 1,8 mm (0,024 y 0,071 pulgadas) . Es posible que sea necesario ajustar la separación con respecto a la que viene de fábrica.  

Un calibrador de bujías es un disco con un borde inclinado o con alambres redondos de diámetros precisos, y se utiliza para medir la separación. El uso de un calibrador de espesores con láminas planas en lugar de alambres redondos, como se usa para los platinos del distribuidor o la holgura de las válvulas , dará resultados erróneos debido a la forma de los electrodos de las bujías. Los calibradores más simples son un conjunto de llaves de varios grosores que coinciden con las separaciones deseadas, y la separación se ajusta hasta que la llave encaje perfectamente. Con la tecnología actual de motores, que incorpora universalmente sistemas de encendido de estado sólido e inyección electrónica de combustible , las separaciones utilizadas son, en promedio, mayores que en la época de los carburadores y los distribuidores de platinos, hasta el punto de que los calibradores de bujías de esa época no siempre pueden medir las separaciones requeridas por los automóviles actuales. ^{[ 23 ]} Los vehículos que utilizan gas natural comprimido generalmente requieren separaciones más estrechas que los vehículos que utilizan gasolina. ^{[ 24 ]}

El ajuste de la separación (también llamado "ajuste de la bujía") puede ser crucial para el correcto funcionamiento del motor. Una separación estrecha puede producir una chispa demasiado pequeña y débil para encender eficazmente la mezcla de combustible y aire, pero la bujía casi siempre se encenderá en cada ciclo. Una separación demasiado amplia podría impedir que se produzca la chispa o provocar fallos de encendido a altas velocidades, pero generalmente producirá una chispa lo suficientemente fuerte para una combustión limpia. Una chispa que falla intermitentemente al encender la mezcla de combustible y aire puede no ser perceptible directamente, pero se manifestará como una reducción en la potencia del motor y en la eficiencia del combustible . No se recomienda el ajuste de la separación para bujías de iridio y platino, ya que existe el riesgo de dañar el disco metálico soldado al electrodo. ^{[ 25 ]}

Variaciones sobre el diseño básico

A lo largo de los años, se han desarrollado variaciones en el diseño básico de las bujías para intentar mejorar el encendido, prolongar su vida útil o ambas cosas. Estas variaciones incluyen el uso de dos, tres o cuatro electrodos de masa equidistantes que rodean el electrodo central. Otras variaciones incluyen el uso de un electrodo central empotrado rodeado por la rosca de la bujía, que actúa como electrodo de masa (véase "bujía de descarga superficial", más adelante). También se utiliza una muesca en forma de V en la punta del electrodo de masa. Generalmente, los electrodos de masa múltiples prolongan la vida útil, ya que cuando la distancia entre los electrodos aumenta debido al desgaste por descarga eléctrica, la chispa se desplaza a otro electrodo de masa más cercano. La desventaja de los electrodos de masa múltiples es que puede producirse un efecto de apantallamiento en la cámara de combustión del motor, lo que inhibe la llama durante la combustión de la mezcla de combustible y aire. Esto puede resultar en una combustión menos eficiente y un mayor consumo de combustible. Además, son difíciles o prácticamente imposibles de ajustar a una distancia uniforme entre electrodos.

Sellado a la culata

La mayoría de las bujías sellan a la culata con una arandela metálica hueca o plegada de un solo uso, que se comprime ligeramente entre la superficie plana de la culata y la de la bujía, justo por encima de la rosca. Algunas bujías tienen un asiento cónico que no utiliza arandela. El par de apriete para instalar estas bujías debe ser menor que el de una bujía sellada con arandela. ^{[ 26 ]} Las bujías con asientos cónicos nunca deben instalarse en vehículos con culatas que requieran arandelas, y viceversa. De lo contrario, se produciría un sellado deficiente o un alcance incorrecto debido a que las roscas no se asentarían correctamente en las culatas.

protrusión de la punta

La longitud de la parte roscada de la bujía debe ajustarse con precisión al grosor de la culata. Si la bujía se extiende demasiado dentro de la cámara de combustión, puede ser golpeada por el pistón y dañar el motor internamente. En menor medida, si la rosca de la bujía se extiende dentro de la cámara de combustión, los bordes afilados de la rosca actúan como puntos de calor que pueden provocar preignición ; además, los depósitos que se forman entre las roscas expuestas pueden dificultar la extracción de las bujías, e incluso dañar las roscas de las culatas de aluminio durante el proceso.

La protrusión de la punta dentro de la cámara también afecta el rendimiento de la bujía; por lo general, cuanto más centrada esté la distancia entre los electrodos, mejor será la ignición de la mezcla aire-combustible, aunque los expertos creen que el proceso es más complejo y depende de la forma de la cámara de combustión. Por otro lado, si un motor está "quemando aceite", el exceso de aceite que se filtra en la cámara de combustión tiende a ensuciar la punta de la bujía e inhibir la chispa; en tales casos, una bujía con menos protrusión de la que el motor normalmente requeriría suele acumular menos residuos y funciona mejor durante más tiempo. Se venden adaptadores especiales "antiincrustantes" que se colocan entre la bujía y la culata para reducir la protrusión de la bujía precisamente por esta razón, en motores antiguos con graves problemas de consumo de aceite; esto hará que la ignición de la mezcla combustible-aire sea menos efectiva, pero en tales casos, esto es de menor importancia.

La temperatura de funcionamiento de una bujía es la temperatura física real en la punta de la bujía dentro del motor en marcha, normalmente entre 500 y 800 °C (932 y 1472 °F) . Esto es importante porque determina la eficacia de la autolimpieza de la bujía y está determinada por varios factores, pero principalmente por la temperatura real dentro de la cámara de combustión. No existe una relación directa entre la temperatura de funcionamiento real de la bujía y el voltaje de la chispa. Sin embargo, el nivel de par que produce el motor influye notablemente en la temperatura de funcionamiento de la bujía, ya que la temperatura y la presión máximas se producen cuando el motor funciona cerca del par máximo (el par y la velocidad de rotación determinan directamente la potencia ). La temperatura del aislante responde a las condiciones térmicas a las que está expuesto en la cámara de combustión, pero no al revés. Si la punta de la bujía está demasiado caliente, puede provocar preignición o, en ocasiones, detonación/golpeteo , y puede producirse un daño. Si hace demasiado frío, pueden formarse depósitos conductores de electricidad en el aislante, lo que provoca una pérdida de energía de la chispa o incluso un cortocircuito en la corriente de la chispa.  

Se dice que una bujía es "caliente" si tiene un mejor aislamiento térmico, reteniendo más calor en la punta. Se dice que una bujía es "fría" si conduce más calor hacia afuera de la punta y reduce su temperatura. El grado de calentamiento o enfriamiento de una bujía se conoce como su rango térmico. Este rango se suele especificar con un número; algunos fabricantes utilizan números ascendentes para las bujías más calientes, mientras que otros hacen lo contrario: utilizan números ascendentes para las bujías más frías.

El rango térmico de una bujía se ve afectado por su construcción: los tipos de materiales utilizados, la longitud del aislante y la superficie expuesta dentro de la cámara de combustión. Para un uso normal, la selección del rango térmico de la bujía implica un equilibrio entre mantener la punta lo suficientemente caliente al ralentí para evitar la acumulación de residuos y lo suficientemente fría a máxima potencia para evitar la preignición o el golpeteo del motor . Al examinar bujías "más calientes" y "más frías" del mismo fabricante, se puede apreciar claramente el principio involucrado: las bujías más frías tienen un aislante cerámico más grueso que llena el espacio entre el electrodo central y la carcasa, lo que permite que esta última disipe más calor, mientras que las bujías más calientes tienen menos material cerámico, de modo que la punta está más aislada del cuerpo de la bujía y retiene mejor el calor.

El calor de la cámara de combustión se disipa a través de los gases de escape, las paredes laterales del cilindro y la propia bujía. El rango térmico de una bujía influye mínimamente en la temperatura de la cámara de combustión y del motor en general. Una bujía fría no reduce significativamente la temperatura de funcionamiento del motor. (Sin embargo, una bujía demasiado caliente puede provocar indirectamente una preignición descontrolada que aumente la temperatura del motor). En realidad, el principal efecto de una bujía "caliente" o "fría" reside en la temperatura de su punta.

Antes de la era moderna de la inyección electrónica de combustible, era común especificar al menos un par de rangos térmicos diferentes para las bujías de un motor de automóvil: una bujía más caliente para vehículos que circulaban principalmente a baja velocidad por la ciudad y una más fría para uso prolongado a alta velocidad en carretera. Sin embargo, esta práctica se ha vuelto prácticamente obsoleta ahora que las mezclas de combustible y aire y las temperaturas de los cilindros de los automóviles se mantienen dentro de un rango estrecho para limitar las emisiones. No obstante, los motores de competición aún se benefician de elegir el rango térmico adecuado para las bujías. Algunos motores de competición muy antiguos incluso tienen dos juegos de bujías: uno solo para el arranque y otro para la conducción una vez que el motor alcanza su temperatura óptima.

Los fabricantes de bujías utilizan distintos números para indicar su rango térmico. Algunos, como Denso y NGK, emplean números que aumentan a medida que disminuye la temperatura. Por el contrario, Champion, Bosch, BRISK, Beru y ACDelco utilizan un sistema de rango térmico en el que los números aumentan a medida que las bujías se calientan. Por lo tanto, es necesario realizar una traducción entre los diferentes fabricantes para indicar los rangos térmicos, ya que no se pueden intercambiar directamente.

El extremo de encendido de la bujía se ve afectado por el ambiente interno de la cámara de combustión. Dado que la bujía se puede extraer para su inspección, se pueden examinar los efectos de la combustión sobre ella. El examen, o "lectura", de las marcas características en el extremo de encendido de la bujía puede indicar las condiciones dentro del motor en funcionamiento. Los fabricantes de motores y bujías publican información sobre las marcas características en tablas de lectura de bujías.

Una ligera decoloración marrón en la punta del bloque indica un funcionamiento correcto; otras condiciones pueden indicar un mal funcionamiento. Por ejemplo, una apariencia arenada en la punta de la bujía significa que se está produciendo una detonación leve y persistente , a menudo imperceptible. El daño que se produce en la punta de la bujía también se produce en el interior del cilindro. Una detonación fuerte puede causar la rotura total del aislante de la bujía y de las piezas internas del motor antes de que aparezca la erosión arenada, pero es fácilmente audible. Como otro ejemplo, si la bujía está demasiado fría, se formarán depósitos en la punta. Por el contrario, si la bujía está demasiado caliente, la porcelana tendrá un aspecto poroso, casi como azúcar. El material que sella el electrodo central al aislante se evaporará. A veces, el extremo de la bujía aparecerá vidriado, ya que los depósitos se han derretido.

Un motor al ralentí afecta de forma diferente a las bujías que uno funcionando a máxima potencia . Las lecturas de las bujías solo son válidas para las condiciones de funcionamiento más recientes del motor, y su funcionamiento en condiciones distintas puede borrar u ocultar las marcas características previamente dejadas en las bujías. La información más valiosa se obtiene haciendo funcionar el motor a alta velocidad y a plena carga, apagando inmediatamente el encendido y deteniéndolo sin ralentí ni a baja velocidad, y retirando las bujías para su lectura.

Para mejorar la lectura de las bujías, existen visores que son simplemente una combinación de linterna y lupa.

La "indexación" de las bujías durante la instalación consiste en colocarlas de manera que la zona abierta de su espacio, no cubierta por el electrodo de masa, quede orientada hacia el centro de la cámara de combustión en lugar de hacia una de sus paredes. La teoría sostiene que esto maximizará la exposición de la mezcla de combustible y aire a la chispa, asegurando además que cada cámara de combustión tenga una disposición uniforme y, por lo tanto, un mejor encendido. La indexación se realiza marcando la ubicación del espacio en la parte exterior de la bujía, instalándola y observando la dirección hacia la que apunta la marca. Luego se retira la bujía y se añaden arandelas para cambiar la orientación de la bujía apretada. Esto debe hacerse individualmente para cada bujía, ya que la orientación del espacio con respecto a las roscas de la carcasa es aleatoria . Algunas bujías se fabrican con una orientación del espacio no aleatoria y generalmente se marcan como tales mediante un sufijo en el número de modelo; normalmente, estas son especificadas por fabricantes de motores muy pequeños donde la punta de la bujía y los electrodos forman una parte significativamente grande de la forma de la cámara de combustión.

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