Techniek: Bougies

Een bougie zorgt ervoor dat het lucht/brandstofmengsel dat via de inlaat de motor betreedt, ontbrandt. De manier waarop dat gebeurt is vergelijkbaar met een gloeilamp. Door de draad van wolfraam gaat bij een lamp stroom, waardoor de draad begint op te lichten. Bij een bougie is dat niet anders. Het enige verschil is dat er geen gebruik wordt gemaakt van een draad, maar met 2 elektroden die niet met elkaar verbonden zijn. Normaal gesproken zou je denken dat wanneer een stroomcircuit niet verbonden is, er geen stroom doorheen kan lopen. Maar wanneer het voltage hoog genoeg is, kan dat wel degelijk. Kijk anders maar eens naar bliksem. Bij een bougie gebeurt dat in het klein, al is het voltage nog steeds hoog. De normale spanning, die bij een bougie voor de vonk zorgt, is ongeveer 12.000 volt of hoger. Raak ze dus niet aan met draaiende motor, anders ben jij de geleider, en dat merk je! Zoals “de sjonnies” zo mooi wist te zeggen: “ik pak gegarandeerd die ene vast zodat je me ziet break dancen”. De link vind je HIER. Er springt een vonk over van de centrale elektrode naar de boogelektrode. Deze vonk laat het mengsel ontbranden.

Als een motor stationair 800 toeren per minuut draait, betekent het dat een bougie 400 keer per minuut vonkt. Maar vergis je niet, want dat is per cilinder. In totaal vonken alle bougies bij een 4 cilinder 1.600 keer per minuut. Stel jouw klassieker draait maximaal 6000 toeren per minuut, dan vonken de bougies in totaal 12.000 keer per minuut. Dat is 200 keer per seconde! Een bougie heeft het in zijn leven best zwaar. En dan te bedenken dat ze meestal maar om 20.000 kilometer vervangen hoeven te worden. Ik ga niet eens uitrekenen hoe vaak een bougie dan gevonkt heeft, maar neem maar van me aan dat het heel veel is.

Een bougie is in eerste instantie gemaakt van porselein. Tenminste: De buitenmantel. Het is relatief goedkoop, kan erg goed tegen warmte en is een perfecte isolator. Ik verwacht eigenlijk dat er wel kunststof bougies aan gaan komen, maar tot op heden is dat -voor zover ik weet- nog niet gebeurd. Het materiaal van de elektroden kan daarentegen heel erg verschillen. Op hele oude klassiekers was het elektrodemateriaal koper. Geleiden doet het erg goed, maar het kan niet heel erg goed tegen warmte. Bovendien zet het te veel uit, waardoor elektrodeafstanden niet meer kloppen. Daarover later meer. Er wordt dan ook al lange tijd gebruik gemaakt van ijzer/staal voor de elektroden. Het geleidt misschien iets minder goed dan koper, maar is  wel veel duurzamer en zet minder uit, waardoor elektrodeafstanden beter gewaarborgd blijven. Tegenwoordig zie je  steeds meer exotische materialen voorbijkomen, zoals zilver, platina en iridium. Deze materialen zijn nog beter bestand tegen warmte, waardoor ze een lange levensduur hebben. De levensduur ongeveer 2 x zo lang, maar de prijs soms wel 6 keer zo hoog, waardoor ze eigenlijk niet de moeite van het kopen waard zijn. Sommige bougiefabrikanten pretenderen dat ze meer vermogen leveren. Maar ga er maar vanuit dat dat niet klopt. Zolang een bougie goed functioneert, maakt het materiaal niks uit.

Goed functioneren is alleen het sleutelwoord. Heel veel bougies functioneren namelijk niet optimaal. Dit komt in eerste instantie door de elektrodeafstand. Wanneer je een bougie koopt, klopt de elektrodeafstand meestal niet. Deze zul je zelf met een voelermaatje op de juiste afstand moeten zetten. En vergis je er niet in: Zelfs de meeste monteurs doen dit niet bij het plaatsen van nieuwe bougies. Door de afstand goed af te stellen, loopt je motor veel soepeler. Vooral met stationair draaien is dat goed te merken. Geen hobbelig verloop meer, maar gewoon netjes strak. Ook starten gaat ineens veel makkelijker. In de tijd van “onze” klassiekers werd er van de eigenaar verwacht dat hij dit zelf deed. Hierdoor staan de elektrodeafstanden vaak nog in de onderhoudsboekjes, want het voor eigenaren een stuk makkelijker maakt. Veel instructieboekjes van auto’s van nu hebben dat al jaren niet meer. Verder kan goed schoonmaken ook geen kwaad. Eens in het half jaar, of beter nog, eens per kwartaal de bougies schoonmaken met een stukje schuurpapier vinden ze vaak wel fijn. Hierdoor is alle koolaanslag van de elektroden af, en heb je gelijk de tijd om de afstanden nog eens te checken. Het porselein kun je echter het beste met rust laten. Er bestaat namelijk altijd een kans dat het breekt. In dat geval zit er niks anders op dan een nieuwe bougie te kopen.

Als je dan toch een nieuwe bougie gaat kopen, neem dan even je oude bougies mee. Er zijn namelijk heel veel verschillende soorten en lang niet elke past. En passen ze wel, dan hoeft het ook nog lang niet altijd de goede te zijn. Er bestaat voor een bougie namelijk zoiets als een warmtegraad. Deze wordt meestal opgegeven door de fabrikant van je auto. Het probleem is echter, dat elke fabrikant van bougies een andere warmtecode hanteert. Een universele code zou handig zijn, maar tot op de dag van vandaag is dat nog steeds niet gebeurd. Vaak kun je op de site van de fabrikant opzoeken welke er standaard in de auto moet. Met nadruk op standaard. Want ga je de motor tunen voor meer vermogen -en het gaat verder dan een open luchtfilter en een uitlaatdemper-, dan kan een koudere warmtegraad nodig zijn. Vaak kun je zien wanneer dat nodig is als je de bougies eruit haalt, maar daarover straks meer. Een gouden stelregel is dat bij ongeveer 40% extra vermogen de bougies een graad kouder mogen. Elke 40% daarbovenop hetzelfde verhaal. Maar goed, het is geen exacte formule, dus proberen kan nooit kwaad. Het enige verschil tussen de bougies die erin horen te zitten en bougies met een andere warmtegraad is de isolatie van de elektrode. Hierdoor wordt warmte beter afgevoerd, met als gevolg daarvan een precieze ontsteking. Nu hoor ik mensen denken: “Dan plaats ik toch de koudste bougies die ik vinden kan?” Maar helaas, dat gaat niet op. Dat komt doordat er dan niet genoeg warmte overblijft om het mengsel goed te kunnen ontsteken.

Overigens zijn er andere soorten bougies op de markt, die meerdere elektroden of een verzonken kop hebben. Eigenlijk kan ik daar kort over zijn: Zo lang je ze niet nodig hebt, zou ik ze niet kopen. Alleen wanneer je met zo’n hoge compressie rijdt dat de bougie de zuiger zou kunnen raken, zouden het alternatieven zijn. Immers, 1 vonk is genoeg om de boel te laten ontsteken. Meerdere vonken op hetzelfde moment helpen daar niets bij. Twin spark zorgt alleen voor een schonere verbranding, zoals op Alfa’s is toegepast. Daarbij ontsteekt een 2de bougie een fractie van een seconde later, om restgassen nog eens te kunnen verbranden. Hierdoor zal de CO (Koolstof Mono-Oxide) uitstoot afnemen, maar heeft het verder geen voordelen. Daarentegen is het veel duurder en neemt het te veel plaats in in cilinderkoppen. Tegenwoordig hebben ze dat opgelost door een 2de keer dezelfde bougie te laten vonken. Wil jij ook zoiets op je klassieker, dan zul je naar een management-systeem moeten kijken, maar daar ga ik het nu niet over hebben. Een Multi-vonksbougie kan echter wel nadelen hebben, ivm een grotere schaduwkant. Een schaduwkant is het gedeelte waar de boogelectrode zit: Het gedeelte waar de verbranding het moeilijkst tot stand komt. Met meerdere boogelectroden heb je hier ook meer last van. Alles behalve ideaal dus.

Mocht je echt serieus bezig met raceblokken dan kan de plaatsing van de bougies cruciaal zijn. Werken met opvulringen kan dan uitkomst bieden. De bougies steken minder ver de verbrandingskamer in. Bovendien kun je zo de centrale electrode naar een wand toe richten om de nadelen van een schaduwkant te minimaliseren.

Last but certainly not least: In mijn poll over wat jullie nou graag over techniek zouden willen zien/lezen had ik al aangegeven dat ik jullie als eerste zou leren ‘lezen’. De link vind je HIER. Dat was in feite een hint over hetgene wat hieronder staat. Je moest de hint namelijk niet letterlijk nemen. Bougies kun je namelijk ook “lezen”. Afhankelijk van wat je ziet, kun je een conclusie trekken hoe een auto staat afgesteld. Helaas is dit een beetje een “lost art” geworden. De meeste monteurs van tegenwoordig weten dit niet eens meer. Vind je daarentegen een oud baasje dan zal hij het je misschien nog wel kunnen vertellen. Maar om je de zoektocht te besparen, zal ik het hier neerzetten.

Op het moment dat je je bougie lostrekt en je ziet dit, dan heb je je werk goed gedaan. De ontsteking staat goed, de warmtegraad is goed, en je brandstofmengsel staat goed afgesteld. Het is te herkennen aan een grijze-/koffiebruin-met-melk-achtige-kleur. Een extra detail waar je op kunt letten is dat bij de electrode nagenoeg geen vuil zit en je zelfs het metaal nog een beetje kunt zien

Zie je dit  dan kan je ontsteking een te laag voltage hebben door oxidatie aan de verschillende delen. Of zelfs een draadbreuk ergens in het systeem. Verder kan de afstand van de electrode te groot zijn. En last but not least: Je kan een te hoge warmtegraad hebben gekozen. Een koudere bougie wil dan nog wel eens uitkomst bieden.

Zie je dit dan zit je met een te rijk lopende motor. Je zult je mengsel iets terug moeten schroeven. Mensen zullen wel klagen over de benzinelucht. Soms wil je dit nog wel eens zien ondanks dat de auto goed staat afgesteld: Je bent de handchoke vergeten, of de automatische choke blijft hangen.

Zie je dit dan heb je weer een heel ander probleem. De boel wordt te warm. Dit kan liggen aan de verkeerde warmtegraad. Je mag een graad koudere bougies gaan proberen. Echter, de kans is veel groter dat je mengsel te arm staat. Snel rijker zetten, want langdurige effecten kunnen leiden tot motorschade. Inmiddels zal het namelijk wel gaan detoneren. Daarover in een volgend artikel meer.

Kom je dit tegen dan lekt er waarschijnlijk olie je cilinderkamer binnen. Een andere mogelijkheid is slechte benzine, maar aangezien alle benzine uit Europa daar ook vandaan komt, kun je er vanuit gaan dat olie het probleem is.

Hier kun je zien dat het porselein vernield is. Dit kan voorkomen door temperatuurschommelingen als gevolg van water in de verbrandingskamer. Dus of je bent door een te diepe plas gereden en de motor heeft een slok op, of je hebt een koelvloeistoflekkage binnenin de motor. Dan is het of de koppakking die lek is, of je zit met een gescheurd motorblok.

En dan nog de vraag van vandaag: Wat is jullie favoriete merk bougie? Bij mij blijft dat NGK. Ze zijn goedkoop, makkelijk verkrijgbaar, en altijd van een perfecte kwaliteit gegarandeerd. Ik heb met veel duur spul getest zoals Iridium bougies van Denso (75,– euro voor 4 bougies) , om er vervolgens achter te komen dat bougies van NGK beter presteren. Dit mede doordat de Denso bougies niet af te stellen zijn. De centrale electrode is namelijk zo dun dat hij af zou breken met een voelermaatje. Daardoor kreeg ik problemen met het missen van bougies op hogere toerentallen (7500+ RPM) Let dus vooral goed op wat je koopt! Duur is zeker niet altijd beter!

EXPERIMENTEEL:
Wat ik hier neerzet is ongetest door mij. Het zijn mijn eigen ideeën die ik in de toekomst nog wil gaan testen, maar waar ik op dit moment niet aan toegekomen ben. Echter moet je je er wel van bewust zijn dat dit experimenten zijn. Ik kan de exacte uitkomst ervan niet voorspellen…

Zoals ik al eerder aangaf hebben bougies last van een schaduwkant. Dit is de kant waar de boogelektrode voor zit, waardoor de ontsteking van het mengsel op die plek wordt bemoeilijkt. Waar ik benieuwd naar ben is of het aanpassen van de centrale elektrode effect heeft op de verbranding. Mijn vermoedens zeggen van wel.  Een inkeping maken aan de kop ervan zou wel eens positieve effecten kunnen hebben. Desnoods kan deze over de gehele lengte van de boogelectrode doorgevoerd worden. Een ander idee, dat minder precies is en waarschijnlijk net zo goed werkt is het dunner maken van de boogelectrode. Het enige nadeel wat je zou kunnen tegenkomen is dat de weerstand hoger wordt van de bougie in kwestie, door de geringere hoeveelheid materiaal. Maar ik denk eerlijk gezegd dat dit mee zal vallen aangezien de al eerder genoemde bougies van denso op de centrale elektrode ook maar 0,4 mm dik zijn…

Tekst: Kevin “Kevski Style” Houtzager