Tekst, (gedeeltelijk door de redactie aangepast)
oorspronkelijk afkomstig van het weekblad motor jaargang niet bekend
Bougie is een frans woord en betekend letterlijk kaars.
Het is het laatste maar zeer belangrijk onderdeel in de ontstekingsketen van de motor.
Hij dient ervoor om het brandstofmengsel in de cilinder tot ontbranding te brengen.
In dit stuk wordt beschreven hoe een bougie is opgebouwd,
welke materialen worden gebruikt,
en het verschil tussen een ,,warme,, en een ,, koude,, bougie.
De bougie onderdelen figuur 1:
- Bougie onderdelen
Elektroden
De bougie heeft twee elektroden: de massaelektrode (8) die aan het gedeelte met de schroefdraad (6) vast zit en de
centrale elektrode (Combinatie 7-3-12 en 14).
De hoge spanning afkomstig van de ontstekingsspoel wordt aan de centrale elektrode toegevoerd via de aansluiting (15).
Op het moment van ontsteking springt er vonk over tussen het onderste gedeelte van de centrale elektrode (7) en de massa elektrode(8).
Isolator
Deze wordt gevormd door het porselein (1). Porselein heeft een grote warmtebestendigheid en een behoorlijke
mechanische sterkte. Het is tevens (en dat is eigenlijk het
belangrijkste) een goede isolator.
Echter porselein is een poreus materiaal (neemt vocht en vuil op) Daarom wordt het van glazuur voorzien. De ribbeltjes
verlengen de afstand buiten op de isolator tussen de aansluiting (15) en de metalen ring met zeskant (13).
Binnen in de isolator zit de centrale elektrode (14), afhankelijk van het type een weerstand (12), een kopergeleidingspoeder (3) en de vonkelektrode (7).
Metalen huis
Buitenom zit het metalen gedeelte met de schroefdraad (6), het zeskant (13) om de bougie in en uit te kunnen draaien en de massa-elektrode.(8)
Het spreekt vanzelf dat er via de bougie geen verbrandingsgassen mogen ontsnappen.
Daarom zitten er in en aan de bougie diverse afdichtingen.
In de eerste plaats is er de van buitenaf zichtbare afdichtring (5) tussen bougie en
cilinderkop. De metalen buitenkant is voor een goede warmte afvoer strak om de isolator heen gefelst. Voor de gasdichte afsluiting zitten tussen isolator en metalen huis zowel aan de boven als aan de onderzijde afdichtingen (2 en 4).
Centrale elektrode
De centrale elektrode (Combinatie 7-3-12 en 14) is een verhaal apart.
De aansluiting bovenop voor de bougiedop (15) is nog niet van zo'n bijzondere metaalsoort.
Aan het gedeelte dat aan de andere kant in de verbrandingskamer steekt (7), worden zwaardere eisen gesteld. In het hart van de verbranding treed een hoge temperatuur op (tussen de 500 en 900 graden afhankelijk van de verbranding). De hierbij ontwikkelde warmte moet afgevoerd worden om te voorkomen dat het materiaal gaat smelten.
De buitenkant van deze elektrode (7) is van een bijzonder materiaal gemaakt.
(Hiervoor worden verschillende metalen en legeringen gebruikt. Bijvoorbeeld chroom nikkel, platina, iridium en zilver). Voor een goede geleiding van zowel warmte als elektriciteit heeft deze elektrode een kern van koper. Tussen beide uiteinden van de centrale elektrode zit een samengeperst poedermateriaal (3) met een groot koperaandeel. Ook dat zorgt voor een goede warmte uitstraling via de isolator naar de metalen buitenring en bovendien voor de gasdichte afsluiting tegen de isolator en een goede elektrische geleiding tussen de beide
delen van de midden elektrode. De uitstekende punt (7) van de centrale elektrode is
onderhevig aan erosie. De punt slijt langzaam af, dat komt door het vonken (vonkerosie)
en de zware hittebelasting. Een goede koeling is dus noodzaak om de slijtage te beperken, dat is met de koperkernelektrode alleen op een duurzame manier mogelijk met een vrij grote diameter van ongeveer2,5 tot 3 mm. De vonkoverslag is mede afhankelijk van de diameter van deze midden elektrode: een kleiner oppervlak levert een grotere spanningsconcentratie op en daardoor kan al bij een lagere ontsteekspanning een vonk overslaan en is bovendien
de vonk krachtiger.
Ontstoring
Tot nu toe hebben we het gehad over een goede elektrische geleiding in de midden
elektrode van de bougie. Maar zoals altijd heeft elk voordeel zijn nadeel.
In dit geval is dat de radiostoring die het ontstekingssysteem kan veroorzaken
Door in de bougie een weerstand (12) op te nemen tussen het geperste koperpoeder-
materiaal (3) en de midden elektrode (14) wordt die storing onderdrukt.
De weerstand gaat een beetje ten koste van de ontsteking van het brandstof/luchtmengsel
in de verbrandingskamer, maar vormt bij de gebruikte weerstandwaarden bijna geen
bezwaar. Vervanging van een weerstand bougie door een exemplaar zonder weerstand heeft dan ook weinig of geen positieve invloed op de effectiviteit van het ontstekingssysteem,
terwijl de overlast voor de in de omgeving aanwezige autoradio's en tv’s van de buren
onevenredig toeneemt. (Ook de bougiedop vormt een schakel in de genoemde radio en tv ontstoring).
Warmtegraad
- Koede en warme bougie
De bougie in de motor is onderworpen aan een hoge temperatuur belasting. Dat zal duidelijk zijn. Er bestaan echter nogal verschillen tussen de diverse motoren in de hoogte van die
thermische belasting. In een voluit rijdende supersport motor heersen nu eenmaal andere omstandigheden dan in een rustig voor tokkelende motor. Voor het goed functioneren moet de temperatuur van het gedeelte van de isolator dat in de verbrandingskamer steekt en de midden elektrode tussen ongeveer 400 en 900 graden gehandhaafd worden.
Bij een lagere temperatuur slaat er te veel koolafzetting neer op de isolator, waardoor de vonk weg kan lekken langs de isolator en niet meer overslaat naar de massa-elektrode.
Een bougie die te warm wordt steekt alleen al door die hoge temperatuur het mengsel aan, terwijl er nog helemaal geen vonk overslaat. Dit is dan een voortijdige ontsteking en gaat meestal met pingelen gepaard. De temperatuur van de bougie kan geregeld worden door een langere of een kortere isolatorneus te kiezen.
Een kortere neus staat zijn warmte sneller af aan het metalen huis en de cilinderkop, de
bougie blijft dus koeler. (figuur 2). Omgekeerd zorgt een langere isolatorneus voor een
warmere bougie. (figuur 3).
De motorfabrikant geeft aan welke warmtegraad een bougie moet hebben om de motor
goed te laten functioneren. Het is noodzakelijk dat advies op te volgen.
Alleen makende bougiefabrikanten dat niet gemakkelijk, want de aanduiding voor de warmte graad is niet gestandaardiseerd.
Een koude bougie, heeft bij de Europese en Amerikaanse bougiefabrikanten een lage getalsaanduiding,
een warme bougie heeft dus een hoge getalsaanduiding. Bij de Japanse fabrikanten is dat precies omgekeerd,
maar dan nog kan het per fabricaat bij beiden verschillen.
Andere aanduidingen
Nu is de warmtegraad maar een onderdeel van de aanduiding van het bougietype.
Een woud van letters en cijfers geven meer informatie over de opbouw en de eigenschappen van de bougie. Per merk is er bijna een handleiding voor nodig om een juiste verklaring voor die aanduiding te kunnen geven.
En dan nog is het vaak niet mogelijk een exacte vergelijking te maken tussen bougies van verschillende merken.
