ES2237441T3 - Metodo para fabricar una bujia con un electrodo para tierra con dos anillos dispuestos concentricamente. - Google Patents
Metodo para fabricar una bujia con un electrodo para tierra con dos anillos dispuestos concentricamente.Info
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Abstract
Un procedimiento para fabricar una bujía para un motor de combustión interna, cuyas etapas comprenden: (a ) proporcionar un electrodo (10) de tierra de doble aro que tiene al menos tres patas (32) que separan un aro superior (16) que tiene un diámetro menor de un aro de fondo (26), cuyo electrodo de tierra tiene un labio (22) desplazado hacia abajo por debajo del aro de fondo; (b) proporcionar una base (20) de bujía que tiene un alojamiento (30) de porcelana y un electrodo (28) productor de chispa centrado en un extremo de la base de la bujía; (c) soldar el aro de fondo (26) del electrodo de tierra de doble aro a una circunferencia de la base (20) de la bujía rodeando al electrodo (28) productor de chispa; y (d) proporcionar una herramienta de alineación (48, 50) para alinear el electrodo (10) de tierra de doble aro con la base (20) de la bujía de tal manera que el aro superior (16) del electrodo de tierra sea concéntrico con el electrodo (28) productor de chispa y esté separado por encimade dicho electrodo (28) productor de chispa.
Description
Método para fabricar una bujía con un electrodo
para tierra con dos anillos dipuestos concéntricamente.
Este invento se refiere a un método nuevo y
perfeccionado para fabricar las bujías usadas en los motores de
combustión interna. Más particularmente, se refiere a un método de
fijación de un electrodo de tierra a una base de bujía. Una de
dichas realizaciones incluye un orificio interno anular o de
segmento anular dispuesto concéntricamente con respecto a un
electrodo central en un alojamiento metálico de la bujía. Una
realización adicional incluye un orificio interno anular o de
segmento anular dispuesto concéntricamente con respecto a un
electrodo central que contiene diversos metales preciosos en las
superficies de encendido sobre un alojamiento metálico de la
bujía.
Las bujías de los motores comerciales de
combustión interna en uso actual ampliamente extendido han tenido
como característico un electrodo central con un extremo descubierto
en su base que está separado de un electrodo de tierra. El electrodo
de tierra es usualmente un brazo único de forma de "L" soldado
a un borde de la bujía y doblado por encima hacia el electrodo
central sustancialmente en una dirección perpendicular. Aunque estas
bujías realizan su función prevista, se ha determinado que su diseño
se separa sustancialmente de un ciclo Otto de quemado completo en
una cámara de combustión de un motor de combustión interna, y que da
lugar a un sobrecalentamiento de las piezas de la bujía, a una
combustión incompleta y a la producción de óxidos de nitrógeno en la
cámara de combustión.
Las bujías son un componente crítico en un motor
de combustión interna para asegurar un rendimiento adecuado del
motor. Las bujías incluyen un alojamiento metálico que está roscado
para su instalación en el motor, un electrodo de tierra que se
extiende desde el alojamiento, con un electrodo central dentro del
aislador, un aislador (usualmente fabricado de un material cerámico)
soportado por el alojamiento, uno de cuyos extremos sobresale del
extremo del aislador y define una distancia disruptiva
predeterminada con el electrodo de tierra. Cuando se enciende la
bujía, se genera la chispa a través de la distancia disruptiva. En
fechas más recientes, las bujías se han diseñado con una extremidad
de cable fino fabricada de un metal noble (platino o aleación de
platino) que ha mejorado significativamente el rendimiento de los
motores y aumentado también de forma significativa la duración de
las bujías. Las bujías con un cable fino de platino mejoran el
arranque en frío, la aceleración y el ahorro de combustible del
motor, comparadas con las bujías que no tiene una extremidad de
encendido de platino y tienen una duración de servicio de hasta
160.000 km (100.000 millas).
Las patentes de EE.UU. Números 5.280.214,
5.430.346 y 4.268.774 incluyen perfeccionamientos en el diseño del
electrodo de tierra. En una realización preferida de estos
electrodos de tierra, una superficie de encendido de forma anular
se fija a un extremo de uno o más vástagos integrales de sujeción.
Cada vástago integral de sujeción se fija a un segundo extremo a un
aro de sujeción. El aro de sujeción se asienta luego sobre una
superficie de sujeción en el extremo de fondo de una bujía. Los
métodos conocidos de fijación de estos electrodos de tierra al
extremo de fondo de la bujía incluyen eliminar el aro de sujeción y
soldar por puntos el segundo extremo del vástago de sujeción
directamente a un borde del extremo inferior de la bujía, o una
pluralidad de superficies metálicas que se extienden por encima del
resalte del extremo de fondo de la bujía se doblan para fijar por
presión el aro de sujeción con el fin de afirmarlo al extremo de
fondo. Estos métodos de fabricación han demostrado consumir mucho
tiempo, ser costosos y han resultado en un rendimiento deficiente y
una reducción en la vida útil de la bujía, en comparación con su
posibilidad para ser unos medios integrales importantes mediante
los que se pueda obtener un rendimiento óptimo del motor de
combustión interna.
La técnica anterior más aproximada para el
presente invento la representa la patente de EE,UU, Nº 5408961. El
electrodo de tierra de doble anillo está en este caso fijado
permanentemente a la base de la bujía de la manera siguiente: en la
base de la bujía se ha torneado y practicado una ranura de electrodo
de tierra hasta una profundidad mayor que la profundidad del aro de
la base del electrodo de tierra, de tal manera que se puede ajustar
la posición axial del electrodo de tierra. Después del ajuste, el
electrodo de tierra se suelda en su posición por resistencia.
El problema a resolver mediante el invento es
proporcionar un método para la soldadura rotatoria del aro inferior
del electrodo de tierra a la base de la bujía con lo que se evita
introducir soldaduras.
Este invento describe un método de fabricación de
una bujía para un motor de combustión interna de acuerdo con la
reivindicación 1. En una realización, los métodos descritos en la
presente memoria son particularmente útiles para fijar un electrodo
de tierra dispuesto concéntricamente a una base de bujía.
Un electrodo de tierra de doble aro está fijado
permanentemente a la base de la bujía usando el aro de fondo que
siempre tiene un diámetro mayor que el aro superior. Se emplea un
aparato de soldadura para la soldadura rotatoria del aro de fondo a
la base, proporcionando al mismo tiempo una herramienta de
alineación para alinear el electrodo de tierra de doble aro con la
base de bujía. A lo largo del borde inferior del aro de fondo se
provee un labio para evitar que las soldaduras produzcan daños en el
interior de la bujía.
El objeto del presente invento es proporcionar
perfeccionamientos de procedimiento al método de fabricación de una
extremidad de electrodo de tierra actual fijada al reborde metálico
en un aislador de bujía. Este método se realiza tanto antes como
después de insertar y sellar el electrodo central en el cuerpo de
bujía. El método descrito con detalle es en el que la fijación se
realiza después que el electrodo central se ha insertado y sellado
en el cuerpo de bujía. La única diferencia estriba en que, si el
electrodo central se inserta y sella después que la extremidad del
electrodo de tierra se ha fijado al cuerpo de bujía, la alineación
debe hacerse en ese momento.
La Figura 1 es una extremidad de electrodo de
tierra de tres vástagos de la técnica anterior;
La Figura 2 es una realización alternativa de dos
patas de la técnica anterior de una extremidad de electrodo de
tierra;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de un
electrodo de tierra aumentado de tres vástagos usado en el método de
este invento;
La Figura 4 es una vista en alzado de un cuerpo
de bujía estándar sin un electrodo de tierra;
La Figura 5 es una vista en perspectiva de una
variante de la Figura 3 con un borde de fondo del aro superior
biselado;
La Figura 6 es una vista en perspectiva invertida
del electrodo de la Figura 3 con una pieza insertada de platino en
una superficie de fondo del aro superior;
La Figura 7 es una vista del método de
fabricación que utiliza unos medios de fijación con soldadura al
arco de tungsteno en atmósfera de gas para unir la extremidad de
electrodo de tierra aumentado de la Figura 3 a la bujía mediante un
método de carga/descarga manual;
La Figura 8 es una vista de la disposición
general del método de fabricación que utiliza unos medios de
fijación con soldadura al arco de tungsteno en atmósfera de gas
para unir la extremidad de electrodo de tierra aumentado de la
Figura 3 a la bujía que incorpora un método de carga/descarga
automática;
La Figura 9 es una vista del método de
fabricación que utiliza unos medios de fijación con láser para unir
la extremidad de electrodo de tierra de la Figura 3 a la bujía
mediante un método de carga/descarga manual;
La Figura 10 es una vista desde arriba del método
de fabricación de la Figura 3 que utiliza unos medios de fijación
con láser para unir la extremidad del electrodo de tierra de la
Figura 3 que incorpora un método de carga/descarga automática;
La Figura 11 es una vista del método de
fabricación que utiliza unos medios de fijación con plasma para unir
la extremidad de electrodo de tierra de la Figura 3 a la bujía
mediante un método de carga/descarga manual; y
La Figura 12 es una vista del método de
fabricación que utiliza unos medios de fijación con plasma para unir
la extremidad del electrodo de tierra aumentado de la Figura 3 a
la bujía que incorpora un método de carga/descarga automática.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, se muestran
en ella extremidades actuales de electrodo de tierra de la técnica
anterior. El electrodo perfeccionado de tierra que se muestra en la
Figura 3 se usa en el método de este invento, en el que un
electrodo de tierra está dispuesto concéntricamente a un electrodo
central, cuyo electrodo de tierra puede tener desde tan pocos como
tres vástagos de fijación hasta múltiples vástagos espaciados
alrededor de 360 grados, pero sin llegar a constituir un cuerpo
macizo.
La Figura 1 muestra una extremidad de electrodo
de tierra tal como se describe en las patentes de EE.UU. Números
5.280.214 y 5.430.346. La Figura 2 muestra este mismo electrodo co
radios añadidos a todas las esquinas de superficie que no se
quemen. Estos radios pueden variar desde 0,03 mm (0,001'') hasta la
mitad del espesor de la sección particular. Los espesores de sección
de los aros de fondo y superior y de los vástagos de fijación varían
dependiendo de las aplicaciones específicas. Los radios crean unas
superficies suaves de transición que son mucho menos susceptibles a
los "puntos calientes" que se desarrollan durante una
combustión continuada. Los "puntos calientes" son la fuente
principal de pre-encendido en un motor de combustión
interna, que resulta en un desgaste prematuro, en la aparición de
tensiones y en el fallo de los componentes del motor. Los electrodos
de tierra convencionales de forma de "L" no pueden acomodarse a
los radios en las superficies de esquina. Los radios en superficies
que no se quemen reducen drásticamente la posibilidad del
pre-encendido. Adicionalmente, la eliminación de
esquinas agudas en todas las superficies que no se quemen reduce la
probabilidad de que la bujía se encienda con respecto a la
superficie
errónea.
errónea.
Refiriéndose a la Figura 3, el electrodo 10 de
tierra de doble aro tiene unas esquinas agudas 12 en la superficie
de encendido (el borde interior del agujero 14 en el aro superior
16) del electrodo 10 de tierra. Esto proporciona la geometría
necesaria para optimizar el encendido de la bujía alrededor de todo
el aro superior 16. Además, los radios 18 en las superficies no
sometidas a encendido mejoran la rigidez estructural y reducen el
número de concentraciones de tensiones que podrían causar un
movimiento de dilatación irregular a medida que aumenta la
temperatura. La naturaleza del diseño, fijado sobre vástagos,
proporciona también más turbulencia de la mezcla gaseosa durante el
desarrollo de la llama, ayudando a una combustión más completa de la
mezcla. En un diseño alternativo, el borde 12 puede ser biselado
como se ve en la Figura 5 para aumentar el área superficial de la
combustión de la chispa.
El método de fabricación de la extremidad 10 de
bujía es único. Los electrodos de tierra convencionales se fabrican
a partir de rollos de cable extrudidos que se cortan, sueldan y
luego se conforman para crear la distancia disruptiva. Este
procedimiento es algo aleatorio, porque la formación del cable
reduce las tensiones internas en el metal, resultando en variaciones
sustanciales con respecto al óptimo deseado. Con este método de
fabricación es difícil asegurar una distancia disruptiva exacta y
repetible. Adicionalmente, en las condiciones de encendido del
motor, las temperaturas de la cámara de combustión son causa de que
varíe la distancia disruptiva en función del coeficiente de
dilatación del metal.
Un movimiento adicional más imprevisible del
electrodo de tierra lo causa la disminución de temperatura de las
tensiones internas creadas como resultado de la operación de doblado
durante la fabricación de la bujía. Como el electrodo de tierra
convencional solamente se soporta en un sitio, el movimiento
producido durante la dilatación posee varios grados de libertad,
permitiendo de ese modo un movimiento aleatorio que compromete el
paralelismo y la distancia disruptiva deseados de la bujía. Con la
extremidad 10, el método de fabricación se simplifica hasta una sola
etapa de fijación de una parte de geometría definida. Las
extremidades 10 se fabrican por el procedimiento de moldeo por
inyección de metal, sinterización, colada, o estampado, siendo el
método preferido el de moldeo por inyección de metal. Una vez que
se ha terminado la parte moldeada, no se requiere realizar un
procedimiento adicional de la extremidad 10 bien antes o bien
después de fijarla al cuerpo de bujía. De ese modo se eliminan las
tensiones internas y la disminución de resistencia mecánica del
metal a través de operaciones secundarias, porque la pieza según se
ha moldeado está lista para su fijación. Debido a la geometría y
simetría de la extremidad 10, se controla la dilatación térmica
durante la combustión, y los grados de libertad de movimiento se
limitan principalmente a una dirección. Esto ayuda a asegurar una
alineación y un control de distancia disruptiva mejores, lo cual
aumenta el rendimiento de la bujía sobre todos los intervalos de
funcionamiento. La extremidad 10 en un cuerpo 20 de bujía es la
única bujía verdadera con distancia disruptiva mantenible en
fábrica. Las bujías de electrodo convencional y múltiple, así como
las que tienen platino en las superficies de encendido, exigen una
distancia disruptiva preajustada en fábrica. Sin embargo, si el
extremo de forma de L sufre un golpe, aún ligero (tal como cuando se
instala en el motor), podría comprometerse la distancia disruptiva.
Con la extremidad 10, éste no es el caso. Debido a su soporte de
tres vástagos, es necesario crear una fuerza de choque sustancial
sobre la extremidad para variar apreciablemente la distancia
disruptiva.
La extremidad 10 es única en el sentido de que
mejora la exposición a la mezcla de combustible que entra a la
cámara de combustión y aporta una resistencia mejor a la degradación
de la bujía en condiciones de alta presión. Como se muestra en la
Figura 3, el agujero 14 practicado en el centro del aro superior 16
proporciona un camino directo para que el combustible llegue a la
chispa, frente al electrodo convencional de tierra de forma de L,
que blinda la chispa con respecto al gas en muchos casos. Este
tiempo de retardo reducido para empezar la combustión ayuda a
mejorar el uso del combustible y las emisiones permitiendo una
combustión más completa de la mezcla. La mezcla de combustible no
tiene que trasladarse alrededor del electrodo para iniciar la
combustión. La configuración de la extremidad 10 es también tal que,
en condiciones de alta presión de compresión, la chispa parece
realmente que se mueve hacia arriba por debajo del borde 12 de la
superficie de encendido 15 del aro superior 16. Con un número
infinito de caminos potenciales de encendido (frente a típicamente
uno con un electrodo convencional), la chispa tiene unas
posibilidades de apagarse drásticamente reducidas. Se puede añadir
también una pieza insertada 17 de platino a la superficie de
encendido 15 (véase Figura 6).
Continuando refiriéndose a la Figura 3, la
extremidad 10 también se caracteriza por un labio 22 de
centrado/protección por debajo de la superficie de fondo 24 del aro
de fondo 26. Este labio 22 sirve para dos fines. En primer lugar,
sirve para centrar la extremidad 10 con respecto al cuerpo de la
bujía durante la fabricación, operación que es crítica para el
funcionamiento apropiado de la extremidad 10. En segundo lugar, el
labio 22 impide que durante el proceso de fabricación el metal
fundido salpique al electrodo central 28 de la bujía 20, suceso que
podría ser fatal para la operación de terminación de la bujía.
Adicionalmente, durante la soldadura con láser, el labio 22 realiza
una función similarmente importante de blindar al electrodo central
28 y al aislador de porcelana 30 del cuerpo 20 de bujía contra la
radiación parásita. En las pruebas iniciales se demostró que incluso
un diminuto intersticio entre el labio 22 y el cuerpo 20 de bujía
permitía que el rayo láser alcanzase y deteriorase al electrodo
central 28. El realce del labio 22 impide esto, así como evita que
un pequeño intersticio sea fatal para el cuerpo 20 de bujía. El
labio 22 permite aumentar la producción de la extremidad 10 en el
cuerpo 20 de bujía. Adicionalmente, el aro continuo 26 de fondo en
la versión realzada de la extremidad 10 proporciona una acumulación
de calor menos localizada durante la fijación de la extremidad 10 al
cuerpo 20 de bujía. Esto mejora el funcionamiento mediante la
provisión de un camino de resistencia equilibrado, minimizando de
ese modo la conducción puntual que podría ser perjudicial para el
rendimiento máximo.
El método de fijación de la extremidad 10 al
cuerpo 20 de bujía es también único. Los electrodos convencionales
en L y múltiples en L se fijan al cuerpo 20 de bujía mediante el
corte y la soldadura por fusión de un electrodo de cable a uno o
varios lados de las bujías, y luego doblando el cable hasta obtener
la distancia disruptiva deseada. La configuración de aro doble del
electrodo de tierra 10 conduce de por sí a un método de fijación que
es singularmente diferente que en otras bujías convencionales. Con
su disposición de aro continuo 26 de fondo, la extremidad 10 se
puede fijar por medio de una soldadura continua. Esta soldadura
proporciona una unión más fuerte que en un electrodo estándar, y
ayuda a equilibrar los caminos de conducción de calor y de
resistencia. Esta fusión reduce también la posibilidad de producción
de los "puntos calientes" anteriormente mencionados mediante la
igualación de la conducción de calor alrededor del aro 26 de fondo y
proporcionando un balance de calor y de resistencia eléctrica hasta
los vástagos 32 al aro superior 16. Mediante la eliminación de los
gradientes de calor y de resistencia, no se generan caminos adversos
de conducción que podrían afectar negativamente a las tendencias del
encendido.
La fusión de la extremidad aumentada 10 se puede
adaptar por varios medios. Las Figuras 7 a 12 representan los medios
preferidos de unión de la extremidad 10 al cuerpo 20 de bujía.
Aunque los únicos medios de soldadura representados son la soldadura
por arco de tungsteno en atmósfera de gas, la soldadura con láser y
la soldadura con plasma, la fijación podría hacerse por cualquier
método de soldadura estándar o modificado.
La Figura 7 muestra el método de fijación que
utiliza soldadura por arco de tungsteno en atmósfera de gas (en
adelante GTAW), a la que se hace referencia más comúnmente como TIG
(tungsteno en atmósfera de gas inerte). En este método, la
realización preferida es una máquina 34 de soladura orbital de ciclo
manual o automático. Podría usarse también un cabezal de soldadura
estacionario que emplease un mecanismo parcialmente rotatorio. Un
cabezal soldador orbital 36 se fija a una fuente de alimentación
programable 38 que sirve también como un intercambiador de calor
para mantener frío el cabezal soldador 36. En el método de carga
manual, una extremidad 10 de electrodo de tierra se carga en un
extremo del cabezal orbital 36 mientras que el cuerpo 20 de bujía
se coloca en el otro. Los elementos portapiezas aseguran la
situación adecuada de la extremidad 10 de una forma concéntrica y
paralela con el electrodo central 28. Después de la carga, se hace
funcionar cíclicamente la máquina. Estos ciclos consisten en una
purga de la cámara del cabezal con argón o con otro gas inerte
adecuado, en hacer funcionar cíclicamente al electrodo de
soldadura alrededor de las partes, y en una purga final de
enfriamiento para eliminar la oxidación y decoloración de la
soldadura acabada. Una vez que se ha completado el ciclo, se retira
del portapiezas la pieza acabada.
Similarmente, la Figura 8 representa el mismo
procedimiento con la adición de un cartucho 40 de carga para los
cuerpos 20 de bujía y una máquina 41 de carga para las extremidades
10 de electrodo de tierra. Un primer transportador 42 dirige las
bujías 20 hasta el cabezal soldador 36, y un segundo transportador
43 dirige las extremidades 10 hasta el cabezal soldador 36,
operación que se produce mediante un brazo autómata programable 45
de captura y colocación (FANUC o equivalente). La retirada de la
pieza acabada y su colocación en el transportador de embalaje (no
mostrado) se realizan de la misma manera. Un método análogo para los
escenarios automático y manual incorpora un mecanismo de rotación 46
y un cabezal soldador estacionario 36. Los medios de carga y
descarga de las piezas son similares. La interacción del ciclo de
soldadura con la colocación de piezas se realiza con un controlador
lógico programable 48 Allen-Brady o similar. La
presencia de las piezas y el interenclavamiento de los componentes
críticos del proceso se realizan mediante una serie de ojos
eléctricos e interruptores limitadores mecánicos. La temporización
del ciclo es automática, con posibilidad de realizar una
transferencia de mando manualmente de cualquier parte.
La Figura 9 muestra el método de fijación que
utiliza un soldador con láser con piezas cargadas a mano. En este
método, el cabezal láser está montado rígidamente. Los cuerpos 20 de
bujía y las extremidades 10 de electrodo de tierra se cargan en un
mecanismo de rotación-portapieza 48 desde
direcciones diferentes. Un mandril de sujeción 50 sitúa la
extremidad 10 de electrodo con respecto a la bujía 20 con el
paralelismo y la concentricidad necesarios. El cabezal soldador 36
con láser (no mostrado) está unido a una fuente de alimentación 38
(que tampoco se muestra) que proporciona el ciclo de programación
necesario para la fijación, así como el enfriamiento del cabezal
soldador 36. Una vez completada, la pieza acabada se retira del
portapieza 48 y se transfiere al transportador de embalaje,
La Figura 10 se basa en un principio de fijación
similar al mostrado en la Figura 9, con la excepción de que el
procedimiento está automatizado. Se utiliza una máquina de carga
para suministrar piezas a una mesa de clasificación 54. Unos brazos
autómatas de captura y colocación llevan a las extremidades
individuales 10 y a los cuerpos 20 de bujía hasta un cabezal
soldador y estación rotatoria 36. Las situaciones relativas se
establecen de forma similar al procedimiento manual representado en
la Figura 7. La interacción de los diversos componentes se
sincroniza con un controlador lógico programable (en adelante PLC)
con señales de interenclavamiento en componentes críticos enviadas
por una serie de interruptores limitadores mecánicos, cortinas de
luz y detectores ópticos (no mostrados). Las piezas se cargan y
sueldan y luego la mesa se clasifica de manera que se pueda cargar
el conjunto siguiente. La descarga de las piezas acabadas se realiza
mediante un brazo autómata de captura y colocación (no mostrado) en
una de las estaciones de clasificación. Como se muestra en la Figura
10, la disposición general de la soldadura automatizada con láser
incluye la mesa 54 de clasificación, la estación rotatoria y de
cabezal soldador 36, un clasificador allen-aire 58,
un mecanismo de accionamiento de rodillo 60 con espacio de presión,
un tope eléctrico de clasificación 62, un mecanismo de accionamiento
Bodine 64 de velocidad variable, un par de topes-E
situados en esquinas opuestas, un control 68 de cortina de luz, un
recinto 70 de control eléctrico, un panel 72 de control del operador
y una estación de carga/descarga 74.
Con referencia a la Figura 11, se muestra en ella
un soldador manual 76 con plasma que se puede usar como un método
de fijación en el presente invento. Como se muestra en la Figura 11,
el soldador manual 76 con plasma incluye un soldador 52 con plasma,
una polea rotatoria 78, un mecanismo de
rotación-portapieza 48 para bujías, un mandril 50
de sujeción y colocación de extremidades y un soporte 80 de
mandril.
Con referencia a la Figura 12, se muestra en ella
un soldador automático 82 con plasma que se puede usar como un
método de fijación en el presente invento. Como se muestra en la
Figura 12, el soldador automático 82 con plasma incluye un camino de
láser, una polea rotatoria 78, un mecanismo de
rotación-portapieza 48 para bujías, un mandril 50 de
colocación y sujeción de extremidades, y un soporte 80 e
mandril.
DODGE DAKOTA 97
VIN
1B7GG23Y7V
Tipo de motor-5,2 L combustible
inyectado V-8, encendido
electrónico
Kilometraje del vehículo 57.109 km (35.489
millas). Instaladas bujías recomendadas en stock Bosch con platino
(número de pieza Bosch FR8LPX) a los 43,682 km (27,143 millas).
Kilómetros totales recorridos con las bujías nuevas 13.432 (8.346
millas). En un intervalo de seis bujías de este modelo, esta bujía
es la segunda desde la parte más alta del intervalo de calor, lo que
indica una bujía caliente. La distancia disruptiva nominal es 1,14
mm (0,045'') con un intervalo admisible de 0,81 mm (0,032'') a 1,62
mm ((0,060''). Vehículo probado en carretera con un ensayo de
emisiones de cuatro gases en el Colegio Técnico de Quachita. En la
temperatura de funcionamiento, como una referencia, se tomaron los
resultados en velocidades de motor en vacío (600 rpm) y a
velocidad de crucero (2.500 rpm). Los resultados fueron los
siguientes:
A continuación se retiraron las bujías in
situ y se sustituyeron por un juego de bujías Champion de
carreras que se habían modificado con un electrodo de tierra 10 como
el mostrado en la Figura 3. Estas bujías no modificadas tienen un
número de pieza C57C y se relacionan en la lista del catálogo de
Champion como bujías de alto rendimiento. Si se incluyen en grupos
de ocho bujías en esta categoría, esta bujía es la más fría de la
lista para una bujía con extremidad saliente, y es la tercera
empezando por abajo con respecto a todo el grupo. De no haberse
modificado, probablememte estas bujías no serían adecuadas para
funcionar en este motor. La bujía recomendada de Champion para este
motor es la RC12LC4, que es la tercera empezando por arriba del
intervalo de calor en este grupo. Las diferencias significativas en
esta bujía modificada contra la recomendada incluyen no sólo el
intervalo de calor, sino una distancia disruptiva más estrecha (0,64
mm = 0,025'') y una configuración sin resistencia. Aunque
inicialmente no se esperaban diferencias significativas (la
experiencia anterior demostró que usualmente se necesitaban al menos
1.600 km (1.000 millas) para quemar todos los depósitos residuales
de la cámara de combustión que había dejado la bujía anterior, que a
veces resultaban en emisiones inicialmente peores), se realizó una
prueba de referencia sin millas recorridas por el vehículo para
obtener otra referencia. Los resultados fueron los siguientes:
Se observaron reducciones drásticas en todas las
emisiones malas con el motor en vacío, con el esperado aumento en
CO_{2} debido a una combustión más completa. Los resultados a
velocidad de crucero fueron los esperados, y deberían disminuir
progresivamente a medida que se iban quemando los depósitos
residuales. Adicionalmente, una de las bujías con extremidad 10
tenía una deficiencia en la rosca y no se pudo instalar. Por tanto,
se volvió a instalar en el motor una de las bujías en stock en el
cilindro número ocho. Los resultados deberían ser aún mejores una
vez que se hubiese instalado la bujía restante con extremidad
10.
Se volvió al Colegio Técnico Quachita para el
seguimiento de los ensayos de emisiones. Desde entonces se habían
instalado en el motor ocho bujías y el kilometraje era de 58.948 km
(36.629 millas) (1.835 km = 1.140 millas desde la última prueba). Es
de observar que la luz de comprobación de motor en el Dakota estaba
encendida en el momento de la prueba, lo cual podría indicar un
problema con el detector de oxígeno. Los resultados fueron los
siguientes:
Se observaron mejoras continuas en vacío y una
drástica mejora en las emisiones de CO_{2} a la velocidad de
crucero. El único parámetro que no tiene sentido es el marcado
aumento en las emisiones de HC a la velocidad de crucero, aunque
este mismo parámetro demostró un 91% de reducción en vacío. Esta
podría ser una lectura sospechosa, a la vista del hecho de que el
porcentaje de CO_{2} era alto (indicando una combustión más
completa) y el porcentaje de O_{2} se había reducido drásticamente
desde el motor en vacío (indicando también una combustión más
completa).
Tercera prueba realizada a los 60.423 km (37.545
millas) (1.474 km = 916 millas desde la prueba anterior). La luz de
comprobación del motor seguía encendida. Los resultados fueron los
siguientes:
Los resultados continuaron mejorando tanto en
vacío como a velocidad de crucero. Las emisiones de CO ahora también
se aproximan a cero a velocidad de crucero, con las emisiones de HC
mostrando una reducción drástica desde la prueba anterior. Esto
indicaría que las extremidades 10 de la Figura 3 han continuado
limpiando los depósitos de la cámara de combustión dejados por las
bujías originales. Las reducciones de productos contaminantes eran
menores que en la prueba inmediatamente anterior, a pesar de que la
combustión aparente no era tan completa como lo indicaban los
porcentajes de oxígeno y dióxido de carbono. La luz de comprobación
de motor y/o el detector de oxígeno podrían ser los factores
limitadores en este caso.
Se pueden sustituir elementos, componentes y
etapas equivalentes en lugar de los especificados anteriormente de
tal manera que realicen la misma función del mismo modo y para
lograr el mismo resultado.
Claims (7)
1. Un procedimiento para fabricar una bujía para
un motor de combustión interna, cuyas etapas comprenden:
(a) proporcionar un electrodo (10) de tierra de
doble aro que tiene al menos tres patas (32) que separan un aro
superior (16) que tiene un diámetro menor de un aro de fondo (26),
cuyo electrodo de tierra tiene un labio (22) desplazado hacia abajo
por debajo del aro de fondo;
(b) proporcionar una base (20) de bujía que tiene
un alojamiento (30) de porcelana y un electrodo (28) productor de
chispa centrado en un extremo de la base de la bujía;
(c) soldar el aro de fondo (26) del electrodo de
tierra de doble aro a una circunferencia de la base (20) de la bujía
rodeando al electrodo (28) productor de chispa; y
(d) proporcionar una herramienta de alineación
(48, 50) para alinear el electrodo (10) de tierra de doble aro con
la base (20) de la bujía de tal manera que el aro superior (16) del
electrodo de tierra sea concéntrico con el electrodo (28) productor
de chispa y esté separado por encima de dicho electrodo (28)
productor de chispa.
2. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el electrodo (10) de tierra de doble aro
está soldado a rotación a la base (20) de la bujía.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que la soldadura se realiza con tungsteno en atmósfera de un gas
inerte.
4. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la soldadura se realiza usando un
soldador con láser.
5. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que una superficie de fondo del aro superior
(16) está provista de una pieza insertada (17) de platino.
6. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la soldadura se realiza con un
procedimiento de soldadura con plasma.
7. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el electrodo (109 de tierra de doble aro
se prepara mediante el moldeo por inyección de un metal
conductor.
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