Asignaturas:
- Introducción a las bujías incandescentes
- Funcionamiento de la bujía incandescente
- Bujías incandescentes controladas por ordenador
- Defectos en las bujías incandescentes
- Desmontaje de bujías incandescentes
Introducción a las bujías incandescentes:
Las bujías incandescentes también se denominan bujías incandescentes. Ambos nombres son correctos, pero esta página solo habla de la bujía incandescente. Cada motor diesel tiene bujías incandescentes. Un motor diésel de inyección indirecta siempre necesita bujías incandescentes para arrancar en frío. Un motor diésel de inyección directa también puede arrancar sin bujías incandescentes a temperaturas exteriores superiores a 10 °C, pero emite muchas más sustancias nocivas, incluido el hollín. Además, un motor diésel con un buen sistema que no funciona también será menos fácil de operar. filtro de hollín puede regenerarse porque no se alcanza la temperatura requerida.
Debido a la gran superficie de disipación de calor de una cámara previa o de turbulencia en un motor diésel de inyección indirecta, es necesario calentar el aire en la cámara de combustión durante un arranque en frío. Esto sucede con las bujías incandescentes.
Funcionamiento de la bujía incandescente:
Al conectar el encendido, inmediatamente fluye una corriente elevada a través de la bujía incandescente fría. Esta corriente garantiza que la bujía incandescente alcance una temperatura muy alta en unos segundos. La corriente disminuye a medida que aumenta la temperatura del motor. La resistencia de la bobina de control aumenta con la temperatura. Por ejemplo, una barra luminosa con una barra luminosa de metal mantiene una temperatura uniforme de aproximadamente 1000 grados Celsius y con una barra luminosa de cerámica de aproximadamente 1400 °C.
Una bujía incandescente tiene una bobina de incandescencia y una bobina de control, montadas en un tubo de incandescencia. La bobina incandescente hace que el tubo incandescente brille al final. La bobina incandescente y la bobina de control están firmemente incrustadas en un polvo. Este polvo es eléctricamente aislante, pero conduce bien el calor.
En los automóviles modernos, el sistema comienza a iluminarse cuando se desbloquea el vehículo o cuando se abre la puerta del conductor. En ese momento se envía una señal a la unidad de control del motor de que el motor se pondrá en marcha "pronto". Al activar previamente las bujías incandescentes, el aire en la cámara de combustión y, por tanto, los materiales del motor se calientan durante un tiempo antes de arrancar el motor.
Después de unos 5 segundos. la bujía incandescente alcanza su temperatura de funcionamiento. El tiempo de incandescencia se controla electrónicamente. Las bujías incandescentes suelen permanecer encendidas durante un tiempo incluso después de arrancar el motor, dependiendo de la temperatura ambiente. El resplandor hace que el motor funcione uniformemente después de un arranque en frío y producirá menos emisiones de hollín.
Las bujías incandescentes también se controlan durante el proceso de regeneración. filtro de hollín.
Las imágenes siguientes muestran un motor diésel de inyección directa (izquierda) e indirecta (derecha). En el motor diésel de inyección directa, la bujía incandescente se encuentra directamente al lado del inyector, encima del pistón. La bujía de incandescencia en la versión con inyección indirecta está montada en la cámara de turbulencia delantera.
Algunos motores utilizan un chorro de encendido. Un chorro de combustible que sale de uno de los orificios del inyector se dirige hacia la bujía incandescente. El combustible entra en contacto con la bujía incandescente caliente y, por tanto, se evapora más rápidamente. Se forma una mezcla inflamable aún más rápido, de modo que el motor funciona mejor durante el arranque en frío. La imagen muestra el radio de encendido de un motor diésel de inyección directa.
Bujías incandescentes controladas por ordenador:
En las bujías incandescentes controladas electrónicamente se suprime la bobina de control descrita en el párrafo anterior. La temperatura ya no es controlada entonces por la bobina de control, sino indirectamente por el ordenador de gestión del motor. Esta ECU determina el tiempo de brillo, la duración del brillo y el control.
El esquema muestra los componentes del sistema de precalentamiento de un motor VW Golf VI 2.0 tdi:
- J179: buena máquina (unidad de control)
- Q10 a Q13: bujías incandescentes cil. 1 a 4.
Las bujías de precalentamiento reciben tensión del precalentador (J179), también llamado unidad de control de precalentamiento o relé de precalentamiento. Los pines 11 y 7 del calentador están conectados a la caja de fusibles (más) y a un punto de masa en la carrocería.
La válvula de incandescencia está conectada a la unidad de control del motor a través de los cables vi/gr y vi/ge (en las posiciones T11b, pines 9 y 10). Esta ECU la podemos encontrar en otro esquema con las referencias 71 y 72.
La transmisión de señal o comunicación entre la válvula de incandescencia y la ECU del motor se puede realizar a través de otros tipos de motor. LIN-bus ser logrado. La bujía incandescente se comunica con la ECU del motor cuándo y durante cuánto tiempo deben activarse y proporciona información si una bujía incandescente está defectuosa, de modo que la ECU del motor pueda almacenar una falla.
La bujía incandescente controla las bujías incandescentes mediante un Señal de modulación de ancho de pulso (PWM). La duración del impulso determina la regulación y, por tanto, la temperatura de las bujías incandescentes. Cuanto más amplia sea la parte "activa" de la señal PWM en un período, más caliente se calentará la bujía incandescente. La figura muestra el principio de una señal PWM:
- arriba: ciclo de trabajo del 50%;
- medio: ciclo de trabajo del 25% (activo durante una cuarta parte del período)
- abajo: 75% (activo durante tres cuartos del período). Por tanto, la tensión media es la más alta de las tres señales PWM mostradas.
En la primera fase del proceso de precalentamiento, las bujías incandescentes se controlan con un ciclo de trabajo > 95 %, lo que equivale a una tensión media de unos 13 voltios. Esto significa que las bujías incandescentes alcanzan muy rápidamente una temperatura de aproximadamente 1100 °C. Luego, el voltaje se reduce en pasos hasta un promedio de 4 voltios. La temperatura desciende hasta unos 1000 °C y luego se mantiene constante. El resplandor se detiene:
- después de que las bujías incandescentes hayan estado activadas durante un período determinado;
- si la temperatura del refrigerante es superior a ± 60 °C
Control de bujías incandescentes al arrancar el motor:
Cuando se arranca el motor, el controlador de bujías incandescentes controla las bujías incandescentes durante un cierto período de tiempo con un voltaje constante de 12 voltios. Esto también se llama “preglow”, traducido al holandés como “preglow”. Este método de control garantiza que la bujía incandescente alcance su temperatura de funcionamiento lo más rápido posible. Este tiempo de precalentamiento es necesario a una temperatura del refrigerante inferior a 25°. Cuanto más baja sea la temperatura, más durará el prebrillo.
- a una temperatura del líquido refrigerante superior a 25°C no se produce precalentamiento;
- a una temperatura de 25°C el precalentamiento dura 0,5 segundos;
- a una temperatura inferior a -25°C el precalentamiento dura entre 2,5 y 3 segundos.
Las imágenes del osciloscopio se tomaron en un sistema de incandescencia con bujías incandescentes de cerámica (BMW 320d, N47, 2011). Estos alcanzan la temperatura más rápido que las bujías incandescentes de metal. El brillo previo puede durar más tiempo. Después de un tiempo, se alcanza la temperatura de trabajo de la bujía incandescente y se controla de forma pulsante para mantenerla a la temperatura adecuada. Esta imagen del osciloscopio muestra que el tiempo de conexión (12 voltios) se acorta con el tiempo.
Resplandor después de arrancar el motor:
Unos segundos después de arrancar el motor, la unidad de control de precalentamiento continúa pulsando las bujías de precalentamiento. Esto mantiene las bujías incandescentes a la temperatura adecuada para el post-incandescencia. Esto ayuda a minimizar el golpe del diésel y las emisiones nocivas. La luminosidad dura hasta que el líquido refrigerante alcanza una temperatura de al menos 60° Celsius (la temperatura de desconexión real puede variar según la marca o la versión). El ciclo de trabajo sigue siendo el mismo en la fase de resplandor.
Control de precalentamiento de varias bujías de precalentamiento:
La unidad de control de precalentamiento controla las bujías de precalentamiento una por una. En el caso de pulsos más amplios, los pulsos se superponen parcialmente. Las razones para controlar las bujías incandescentes por separado son las siguientes:
- Si todas las bujías incandescentes del motor reciben un impulso al mismo tiempo, fluirá corriente simultáneamente. En ese caso, hay una cantidad igual de corriente (en el caso de un pulso, las corrientes a través de cuatro bujías incandescentes se suman), y si el voltaje es 0 voltios, no fluirá más corriente. Esta conexión y desconexión de mucha corriente y ninguna corriente supondría una carga innecesariamente alta para la red de a bordo;
- Al alternar los pulsos entre los cilindros, la corriente que pasa por el controlador de incandescencia se mantiene constante, pero los pulsos la distribuyen entre las bujías de incandescencia.
En la imagen del alcance a continuación vemos los pulsos de control de dos bujías incandescentes. En este caso, los cilindros 1 y 2. Las cuatro bujías de precalentamiento se pueden controlar por separado o en grupos (por ejemplo, los cilindros 1 y 4 simultáneamente, y los cilindros 2 y 3 simultáneamente).
Defectos de las bujías incandescentes:
Si las bujías incandescentes están defectuosas, esto se puede notar mediante fluctuaciones de velocidad o un golpeteo del diésel después de arrancar el motor durante un arranque en frío. Se produce una fuerte formación de hollín (no se nota si está instalado un filtro de partículas). Una o varias bujías incandescentes defectuosas también pueden significar que el filtro de partículas ya no se pueda regenerar. No se alcanza la temperatura requerida y se satura debido a una cantidad excesiva de partículas de hollín. Las bujías incandescentes defectuosas son detectadas por la gestión del motor en los sistemas modernos. La unidad de control de precalentamiento siempre realiza una medición de resistencia (a través de una caída de voltaje a través de una derivación) y comunica el estado de las bujías de precalentamiento (a menudo a través del bus LIN) con la unidad de control del motor. A menudo, solo se mostrará un mensaje de falla en el tablero cuando la temperatura del aire exterior sea baja. A temperaturas superiores a 5°C y 10°C se memoriza un fallo que se puede corregir con un sistema OBD se puede leer, pero el conductor no es avisado de ello mediante un mensaje en el tablero.
Si sospecha que una bujía incandescente está defectuosa, puede utilizar un multímetro Se realiza una medición de resistencia. La medición se puede realizar con la bujía incandescente en el bloque del motor, pero también con una bujía incandescente desmontada. En vista del riesgo de daños al retirar las bujías incandescentes, es más prudente medir inicialmente las bujías incandescentes en el estado montado.
- retire la bujía incandescente y déjela a un lado;
- coloque la clavija de medición roja en la cabeza de la bujía incandescente a la que se debe conectar la bujía;
- colocar la sonda de prueba negra (preferiblemente) en la carcasa de la bujía de precalentamiento, en otro lugar del bloque motor o en un punto de masa adecuado;
- Configure el multímetro en la configuración "ohmios" para medir la resistencia.
El valor de resistencia no indica qué tan buena es una bujía incandescente. Después de todo, se mide la resistencia a través de la bobina. El extremo de metal o cerámica puede estar sucio o brillar con menos rapidez y peor debido a la edad. Sin embargo, mediante la medición de la resistencia se puede determinar si la bujía incandescente es capaz de encenderse tan pronto como fluye corriente a través de la bobina:
- una resistencia entre 0,2 y 6 Ω es buena;
- una resistencia <0,2 Ω es demasiado baja. Lo más probable es que la bobina (positivo) y la carcasa (tierra) estén en contacto interno entre sí;
- sin resistencia (OL o 1.) significa que hay una interrupción interna en la bujía de precalentamiento. Ninguna corriente puede fluir a través de la bujía incandescente;
- una resistencia muy alta (por ejemplo, 6 kΩ) también indica un defecto. Como resultado, la corriente será baja y la bujía incandescente apenas se calentará.
Si resulta que una o más bujías incandescentes tienen un valor de resistencia incorrecto, pero las cuatro bujías incandescentes tienen la misma edad, el consejo del fabricante es reemplazar todas las bujías incandescentes al mismo tiempo. Incluso si una medición de resistencia resulta buena, las propiedades luminosas pueden verse reducidas debido al tiempo. Con cuatro bujías incandescentes nuevas se garantiza que no existen diferencias mutuas en las propiedades de incandescencia y, por tanto, en las temperaturas de incandescencia.
Las bujías incandescentes controladas mediante impulsos mediante una bujía incandescente se reconocen por la tensión en la carcasa: 5,3 o 7 respectivamente. 12 voltios. Este es el voltaje de funcionamiento necesario para mantenerlo a la temperatura adecuada. Si bien las bujías incandescentes de motores antiguos se pueden probar con una batería de 12 voltios, los tipos más nuevos de bujías incandescentes pueden sobrecalentarse y fallar si se les suministra XNUMX voltios durante demasiado tiempo.
Desmontaje de bujías incandescentes:
Al retirar la bujía incandescente, asegúrese de que se pueda aflojar con poca fuerza. Si ejerce demasiada fuerza, la rosca o la culata pueden dañarse o la bujía incandescente puede romperse. Para evitarlo, es aconsejable llevar primero el motor a la temperatura de funcionamiento. Al calentar los materiales de la bujía incandescente y de la culata, las partículas de hollín endurecidas se ablandan. La bujía incandescente ahora será más fácil de quitar que con el motor frío.
Si la bujía de incandescencia se rompe, en muchos casos se debe perforar un orificio en la bujía de incandescencia y luego se debe quitar la rosca y la cabeza restante del orificio o del cilindro, posiblemente usando un imán. Existe el riesgo de que la rosca se dañe durante la perforación si no se perfora con precisión. Hay herramientas auxiliares para perforar con cuidado en el ángulo correcto (vea la imagen a continuación). En la situación más molesta, es necesario desmontar la culata para quitar las bujías incandescentes. Por lo tanto, deje el cambio de una bujía incandescente en manos de un especialista.
La causa más común de rotura de una bujía incandescente es que se ha apretado demasiado en el pasado. Las bujías incandescentes tienen un par de apriete de entre 10 y 25 Nm, dependiendo de la rosca. Consulte siempre el manual de taller o las especificaciones del calentador correspondiente para conocer el par de apriete correcto.
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