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.

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ES2237441T3 ES00950796T ES00950796T ES2237441T3 ES 2237441 T3 ES2237441 T3 ES 2237441T3 ES 00950796 T ES00950796 T ES 00950796T ES 00950796 T ES00950796 T ES 00950796T ES 2237441 T3 ES2237441 T3 ES 2237441T3
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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.
Campo técnico
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.
Antecedentes de la técnica anterior
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.
Descripción del invento
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.
Breve descripción de los dibujos
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.
Modo óptimo para realizar el invento
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.
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.
Ejemplo 1 Sinopsis de pruebas de emisiones
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:
1
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:
2
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.
Ejemplo 2
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:
3
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).
Ejemplo 3
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:
4
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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