De functie van bougies
De bougie is een belangrijk onderdeel van het ontstekingssysteem in een benzinemotor. Hij brengt een hoge spanning in de verbrandingskamer, waardoor deze over de elektrodeafstand springt en een vonk genereert die het brandstofmengsel in de cilinder ontsteekt. De bougie bestaat hoofdzakelijk uit een aansluitmoer, een isolator, een aansluitschroef, een centrale elektrode, zij-elektroden en een behuizing. De zij-elektroden zijn aan de behuizing gelast.
De bougie, ook wel bekend als de "ontstekingsmondstuk", heeft als functie om de gepulseerde hoogspanning die door de hoogspanningskabel (ontstekingsmondstukkabel) wordt gestuurd, door de lucht tussen de twee elektroden van de bougie te laten breken en een elektrische vonk te genereren die het gasmengsel in de cilinder ontsteekt. De belangrijkste typen zijn onder andere: quasi-bougies, bougies met een uitstekende rand, bougies met een elektrode, bougies met een zitting, bougies met een elektrode en bougies met een springend vlak, enzovoort.
Bougies worden aan de zijkant of bovenkant van de motor gemonteerd. In de beginjaren waren bougies via cilinderkabels met de verdeler verbonden. In de afgelopen tien jaar zijn de meeste motoren in kleine auto's aangepast, waarbij de bobine direct met de bougie is verbonden. De werkspanning van een bougie bedraagt minimaal 10.000V. Deze hoge spanning wordt door de bobine opgewekt uit 12V-stroom en vervolgens naar de bougie geleid.
Onder invloed van een hoge spanning ondergaat de lucht tussen de centrale elektrode en de zij-elektrode van de bougie een snelle ionisatie, waarbij positief geladen ionen en negatief geladen vrije elektronen ontstaan. Wanneer de spanning tussen de elektroden een bepaalde waarde bereikt, neemt het aantal ionen en elektronen in het gas als een lawine toe, waardoor de lucht zijn isolerende eigenschappen verliest. Er ontstaat een ontladingskanaal in de opening en er treedt een "doorslag"-fenomeen op. Op dit punt vormt het gas een lichtgevend lichaam, dat een "vonk" wordt genoemd. Door de uitzetting als gevolg van de hitte ontstaat er ook een "plop-plop"-geluid. De temperatuur van deze elektrische vonk kan oplopen tot 2000 à 3000 graden Celsius, wat voldoende is om het mengsel in de verbrandingskamer van de cilinder te ontsteken.
Afhankelijk van de warmte-inhoud zijn er koude en hete bougies. Afhankelijk van het elektrodemateriaal zijn er nikkellegeringen, zilverlegeringen en platinalegeringen, enzovoort. Als we het preciezer bekijken, kunnen we de verschillende typen bougies grofweg als volgt indelen:
Quasi-type bougie: De isolerende rand is iets teruggetrokken in het eindvlak van de behuizing, terwijl de zij-elektrode zich buiten het eindvlak van de behuizing bevindt. Dit is het meest gebruikte type.
Bougie met uitstekende rand: De isolatierand is relatief lang en steekt voorbij het eindvlak van de behuizing uit. Dit heeft als voordelen een hoge warmteabsorptie en een goede anti-aanslagwerking. Bovendien kan de isolatierand direct worden gekoeld door de inlaatlucht, waardoor de temperatuur daalt en de kans op hete ontsteking kleiner wordt. Hierdoor heeft de bougie een breed thermisch aanpassingsvermogen.
Elektrodebougies: Deze bougies hebben zeer fijne elektroden. Ze kenmerken zich door een sterke vonk, een goed ontstekingsvermogen en zorgen ervoor dat de motor snel en betrouwbaar start, zelfs in koude seizoenen. Ze hebben een breed temperatuurbereik en zijn geschikt voor diverse toepassingen.
Bougie met zitting: De behuizing en de schroefdraad zijn conisch gevormd, waardoor een goede afdichting zonder pakking wordt gegarandeerd. Dit reduceert het volume van de bougie en is gunstiger voor het ontwerp van de motor.
Polaire bougies: Deze hebben doorgaans twee of meer zij-elektroden. Hun voordelen zijn een betrouwbare ontsteking en het feit dat de elektrodeafstand niet vaak hoeft te worden afgesteld. Daarom worden ze vaak gebruikt in benzinemotoren waar de elektroden gevoelig zijn voor erosie en de elektrodeafstand niet regelmatig kan worden aangepast.
Bougie met vlakke elektrode: Deze bougie, ook wel bekend als bougie met vlakke elektrodeafstand, is het koudste type bougie. De afstand tussen de centrale elektrode en het eindvlak van de behuizing is concentrisch.
Bougies van het standaardtype en bougies met uitstekende kop
De standaardbougie is een bougie met een enkelzijdige elektrode, waarbij het uiteinde met de isolatiemantel iets lager ligt dan het schroefdraadgedeelte van de behuizing. Deze bougie heeft de traditionele ontstekingsstructuur die het meest gebruikt wordt in motoren met zijdelings gemonteerde kleppen. Om hem te onderscheiden van het later verschenen "uitstekende type", wordt deze structuur het "standaardtype" genoemd.
De uitstekende bougie is oorspronkelijk ontworpen voor motoren met bovenliggende kleppen. De isolerende rand steekt uit het schroefdraadeinde van de bougiehuls en reikt tot in de verbrandingskamer. Deze rand absorbeert een aanzienlijke hoeveelheid warmte uit het verbrandingsmengsel, heeft een relatief hoge bedrijfstemperatuur bij de verbrandingssnelheid en voorkomt vervuiling. Bij hoge snelheden, doordat de klep zich aan de bovenkant bevindt, wordt de aangezogen luchtstroom naar de isolerende rand geleid, waardoor deze afkoelt. Hierdoor stijgt de maximale temperatuur niet veel en is het temperatuurbereik relatief groot. Uitstekende bougies zijn niet geschikt voor motoren met zijdelings geplaatste kleppen, omdat deze motoren veel bochten in het inlaatkanaal hebben en de luchtstroom weinig koelend effect heeft op de isolerende rand.
Eenpolige en meerpolige bougies
De traditionele bougie met één pool heeft een duidelijk nadeel: de zij-elektrode bedekt de centrale elektrode. Wanneer er een hoogspanningsontlading plaatsvindt tussen de twee polen, absorbeert het gasmengsel in de vonkopening de warmte van de vonk en wordt door ionisatie geactiveerd, waardoor een "vonkkern" ontstaat. De plaats waar de vonkkern zich vormt, bevindt zich doorgaans dicht bij de zij-elektrode. Gedurende deze periode absorbeert de zij-elektrode meer warmte, wat bekend staat als het "vlamonderdrukkende effect" van de elektrode. Dit vermindert de vonkenergie en de vlamdoving.
In de jaren twintig van de vorige eeuw ontstonden driepolige bougies. In vergelijking met een enkelzijdige elektrode bestaat de vonkopening van een meerzijdige elektrode uit de dwarsdoorsneden van meerdere zij-elektroden (die in ronde gaten zijn gestanst) en het cilindrische oppervlak van de centrale elektrode. Deze zijdelings geplaatste vonkopening elimineert het nadeel van zij-elektroden die de centrale elektrode bedekken, vergroot de "toegankelijkheid" van de vonk, levert een hogere vonkenergie op en kan gemakkelijker doordringen tot in het binnenste van de cilinder. Dit draagt bij aan een betere verbranding van het mengsel en een lagere uitstoot. Doordat de meerzijdige polen meerdere vonkkanalen bieden, wordt de levensduur verlengd en de betrouwbaarheid van de ontsteking verbeterd. Het is belangrijk om hier te benadrukken dat er tijdens de ontlading slechts één kanaal kan vonken en dat het onmogelijk is dat meerdere polen tegelijkertijd vonken. Het ontladingsproces, vastgelegd met hogesnelheidsfotografie, bewijst dit.
De achtervoegsels D, J en Q (de letters die volgen op de calorische waarde) in de namen van bougies voor huishoudelijk gebruik staan respectievelijk voor tweepolig, driepolig en vierpolig.
Bougies met een elektrode van nikkellegering en koperen kern.
De meest fundamentele eisen voor elektroden die tot in de verbrandingskamer reiken, zijn weerstand tegen ablatie (zowel elektrische als chemische corrosie) en een goede thermische geleidbaarheid. Met de ontwikkeling van materiaalkunde en procestechnologie hebben elektrodematerialen een evolutie doorgemaakt van ijzer, nikkel, nikkellegeringen en nikkel-kopercomposietmaterialen naar edelmetalen. De meest gebruikte legering is tegenwoordig een nikkellegering. Over het algemeen hebben zuivere metalen een betere thermische geleidbaarheid dan legeringen, maar zuivere metalen (zoals nikkel) zijn gevoeliger voor de chemische corrosiereactie van verbrandingsgassen en de vaste afzettingen die ze vormen dan legeringen. Daarom wordt voor elektrodenmateriaal gebruikgemaakt van nikkellegeringen met toevoeging van elementen zoals chroom, mangaan en silicium. Chroom verbetert de weerstand tegen elektrische erosie, terwijl mangaan en silicium de weerstand tegen chemische corrosie verbeteren, met name de weerstand tegen het zeer gevaarlijke zwaveloxide.
Bougies van het gangbare type en bougies met weerstandsweerstand
De bougie, als vonkontladingsgenerator, is een breedbandige, continue bron van elektromagnetische interferentie. Sinds de jaren 60 hebben landen wereldwijd de ontwikkeling van resistieve bougies versneld om de sterke interferentie van elektromagnetische straling, veroorzaakt door vonken, op het radioveld te onderdrukken, radiocommunicatie te beschermen en storingen in elektronische apparatuur aan boord te voorkomen. China heeft ook een reeks verplichte nationale normen voor elektromagnetische compatibiliteit uitgevaardigd, die strenge beperkingen opleggen aan de radio-interferentie-eigenschappen van voertuigapparatuur met bougieontsteking. Als gevolg hiervan is de vraag naar resistieve bougies aanzienlijk toegenomen. Resistieve bougies verschillen structureel niet significant van het gangbare type; het enige verschil is dat de geleidende afdichting in de isolerende behuizing is vervangen door een resistieve afdichting.
Wil je meer weten? Lees dan ook de andere artikelen op deze site!
Neem contact met ons op als u dergelijke producten nodig heeft.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. is vastbesloten om MG& te verkopen.MAXUSauto-onderdelen welkom kopen.
