© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

ONDERDELEN Technische trends bij bougies

Het oorspronkelijk door Saab en NGK ontwik-kelde concept met bobines bovenop de bougieswordt nu als Direct Ignition (DI), ofwel recht-streekse ontsteking, algemeen toegepast. De‘pencil-coils’, letterlijk potlood spoelen, zijnzelfs bij motorfietsen te vinden. Niet alleen ver-valt daardoor de stroomverdeler, maar ook dedubbele bobine met twee uitgangen. Door hetwegvallen van de stroomverdeler en de kwets-bare bougiekabels is ook de elektromagnetischeverdraagzaamheid (EMV) verdwenen. Dat isgezien de geweldige toename van de elektroni-ca een gunstige ontwikkeling, want de kans opstoringen is veel kleiner.Bij Direct Ignition is bovendien het ontste-kingstijdstip van elke bougie apart te regelen.Dat is gunstig voor de anti-klopregeling, wantnu kan er cilinder-selectief geregeld worden.Sommige autofabrikanten monteren twee bou-gies per cilinder en laten die op een bijzonderewijze na elkaar of om en om vonken. NaastMercedes-Benz heeft ook Honda zo’n systeem,de V12 Maybach is zelfs voorzien van 24 bou-gies met evenzovele bobines.Saab heeft later een ionenstroommeting toege-voegd aan hun DI-systeem, daarmee laat zichhet verloop van de verbranding nog beter stu-ren. Andere fabrikanten zoals Mercedes-Benz enDaihatsu hebben inmiddels de ionenstroomme-ting via de bougie-elektroden overgenomen.Het nadeel van de voorheen toegepaste dubbelebobines is dat er op beide elektroden van debougies edelmetaal moet worden aangebracht.Dat is nodig omdat bij de ene bougie materiaalvan de centrale elektrode verdwijnt, dat is degebruikelijke situatie, maar bij de andere bou-gie die op dezelfde bobine is aangesloten er

materiaal verdwijnt van de massa-elektrode(n).Dat laatste slijtageverschijnsel is ongewenst,vandaar de trend naar pencil-coils.De nieuwste ontwikkeling is dat het porselein

van de bougies voor DI-systemen glad, dus zon-der de bekende ribbels, wordt uitgevoerd. Datis mogelijk geworden omdat de bougies in eenomgeving zitten waar vocht en vuil geen toe-gang hebben. Dankzij het gladde porselein isgoed te voelen of de bougiestekker(s) stevig opzijn (hun) plaats zit(ten). Bovendien is de ‘car-tridge’, dat is de eenheid van meestal vier bob-ines, makkelijker los te trekken.

Lange levensduurBij Euro III en IV motoren ligt de nadruk ophet voorkomen van ontstekingsmissers, misfi-ring genoemd. Als het mengsel in een cilinderniet ontsteekt kan dat de katalysator beschadi-gen, want het materiaal van de voorkatalysatoris erg heet omdat de ‘kat’ dichtbij de uitlaat-kleppen zit. Om misfiring te voorkomen, moetde bougie altijd een goede vonk geven.Edelmetaalbougies met platina, iridium, wolf-raam, goud of palladium elektroden hebbenhet grote voordeel dat er (zeer) dunne elektro-den kunnen worden toegepast. Dunne elektro-den hebben een lagere overslagspanning bijeen bepaalde elektrodenafstand. Andersgezegd: bij dezelfde ontsteekspanning kan deelektrodenafstand worden vergroot. De groteafstand (1,1 tot 1,3 mm) en de dunne elektro-den laten het mengsel uitstekend toe bij debougie. Daardoor is de kans op een succesvollestart van de verbranding verzekerd.Omdat iridium zo slijtvast is, wint het materi-aal aan betekenis. Naast Denso heeft ook NGKeen complete lijn met deze speciale bougies.De centrale elektroden zijn daarbij respectieve-lijk 0,4 en 0,6 mm dik. Het streven is naar eenlevensduur van 120.000 km of drie jaar, wantdan kan de benzinemotor op het olie verversenna zonder onderhoud functioneren. ‘Free-serv-ice life’ is een trend die zal doorzetten omdatde emissie-apparatuur dan goed blijft werken.Dat spaart de autofabrikant garantie of coulan-ce aanvragen en de gebruiker is ook tevredenvanwege de lage onderhoudskosten.

Roet en nat slaanEr zijn ondanks DI-ontstekingssystemen enedelmetaalbougies nog steeds problemen metde koude start en met DI-benzinemotoren. Bijde koude start is de kans op een te lage bougie-

Longlife bougies met krachtiger vonk

Duurzaam ontstekenMotoren worden almaar schoner en een eerste vereiste

is een optimale verbranding. Daarvoor staat de bougie

garant, een onderdeel dat technisch zeer hoogwaardig

wordt. Het volledig ontbranden van arme mengsels en

een zo lang mogelijke bougielevensduur bepalen de

nieuwste bougie-innovaties.

Bosch levert de bougievoor de DI-Mercedesbenzinemotoren. Hetgaat om een bougiemet één massa-elektro-de en een dunne cen-trale elektrode, beidenvan platina. De massaelektrode heeft eenkoperkern.Foto: Bosch

Voor de VW Lupo metDI-benzinemotor pastBosch deze bougie metvier massa-elektrodenvan yttrium toe. Het iseen semi-glijvonkbou-gie die diep in de ver-brandingskamer steekt.Foto: Bosch

1 © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

temperatuur groot. Er ontstaat daarbij roet datzich op de neus van de bougie afzet. Roet isgeleidend dus slaat de vonk niet tussen deelektroden over, maar kiest de weg van de min-ste weerstand naar massa. Hier bieden glijvonk-bougies uitkomst, want daarbij wordt de vonkover het oppervlak van de neus zijdelings naarmassa afgevoerd. Tijdens het kruipen van devonk over het porselein wordt het roet wegge-brand. Denso patenteerde een ringvormigegroef rondom de centrale elektrode die merk-waardig genoeg door NGK bij de bougies voorde Mitsubishi GDI wordt toegepast. Zelf heeftDenso voor een andere oplossing van het roet-probleem gekozen. Twee dunne radiaalgeplaatste massa-elektroden zorgen voor eensemi-glijvonkeffect als er teveel roet is. Zodrahet roet is weggebrand, springt de vonk tussende axiaal geplaatste iridium-platina elektrodenover. Deze bijzondere bougie is met Toyota ont-wikkeld voor hun DI-benzinemotoren. Anderebougie- en autofabrikanten hebben soortgelijkebougies ontwikkeld om het koude-startpro-

bleem op te lossen.Er doet zich bij DI-motoren en sommige IDI-motoren nog een probleem voor en dat is het(klets)nat worden van de bougie. Bij motorenmet gelaagde verbranding is er een ontsteek-baar mengsel nodig bij de bougie. Het is heelmoeilijk om onder alle omstandigheden, voor-al bij de koude start, te voorkomen dat er eente rijk mengsel bij de bougie terechtkomt. Het‘nat slaan’ van bougies kwam vroeger ook voor,vooral bij racemotoren. Nu is het een probleembij arm-mengselmotoren met gelaagde verbran-ding. De speciale bougies met ultradunneelektroden blijken een goede oplossing te zijn.

Praktijk problemenOok onder ongewone bedrijfsomstandighedenkan er bij motoren bougievervuiling optreden.‘Pre-delivery fouling’ en ‘car-wash syndroom’zijn bekende kreten in het bougie vakjargon.Tijdens het vele starten zonder warmdraaien,vervuilen de bougies vandaar de Engelse naam:pre-delivery fouling. Zulke omstandighedentreden ook op tijdens de wekelijkse was- enpoetsbeurt. De motor draait te kort om de bou-gies op temperatuur te brengen. In beide geval-len ontstaat er roet dat niet alleen de bougie-vonk uitschakelt, maar ook de motor vervuilt(zie AMT 3/2002).De speciale edelmetaalbougies of semi-glijvonk-bougies bieden uitkomst, maar daar hangt eenstevig prijskaartje aan. Dat blijkt echter pas alsde bougies aan vervanging toe zijn. Het is somsmogelijk om de dure bougies met edelmetaalte vervangen door goedkopere bougies zonderedelmetaal. Maar dat kan alleen als de auto- ofde bougiefabrikant zo’n wijziging toestaat.Bedenk dat de levensduur van een gewone bou-gie 40 tot 50.000 km bedraagt tegen 80 tot

Er is een sterke asaf-zetting opgetreden. Deas is uit de smeerolieen/of de brandstofafkomstig en kan doorgloeien voor voortijdi-ge ontsteking zorgen.Foto: Beru

Voor de Jaguar V8motor levert NGK spe-ciale bougies met eencentrale elektrode vaniridium. Deze bougiesvervangen de bougiesmet platina elektroden.Foto: NGK

Deze bougie heeft veeldroge roetaanslag,maar vonkt nog wel.Zodra de aanslag natis, blijft de vonk weg.Foto: Jan Lieftink

NGK gebruikt een cen-trale elektrode van iri-dium met een diametervan 0,6 mm. Dit materi-aal heeft een smelt-punt van 2450 ºC, isbestand tegen vrijwelalle chemicaliën en iszeer hard.Foto: NGK

De nieuwste Densobougie heeft twee zij-elektroden die dienst-doen bij vervuiling enéén massa-elektrodemet platina tegenoverde ultra dunne iridiumelektrode. Deze bougieis ontwikkeld voor deToyota DI-benzinemo-toren.Foto: Denso

Met een zestal verschil-lende bougies wilChampion 85% van deauto’s vanaf 1990 vanbougies voorzien. DezeEON-bougies makengebruik van de dubbelekoperkern elektroden.Foto: Champion

Denso heeft de iridiumbougies nu voor veleauto- en motorfietsmo-toren beschikbaar. Dezeer dunne centraleelektrode (0,4 mm) isslijtvast en zorgt vooreen uitstekende startvan de verbranding. Bijsommige motorenlevert dat vermogens-winst op, omdat het-zelfde effect wordtbereikt als bij een ietsvroeger ontste-kingstijdstip.Foto: Denso

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 2

ONDERDELEN Technische trends bij bougies

120.000 km bij een edelmetaalbougie. De slijta-ge van de elektroden van gewoon materiaal isaanzienlijk groter dan bij die van edelmetaal.Om te voorkomen dat de ontsteekspanning tehoog oploopt, moet de elektrodeafstand bijgewone bougies kleiner zijn dan bij edelmetaal-bougies. Een gewone Denso 14 mm bougieheeft nieuw een ontsteekspanning van 18 kV,na 2000 km 21 kV, na 30.000 km al 27 kV. EenDenso iridium bougie begint bij 16 kV en looptvia 17 kV naar 22 kV. Deze bougie kan met eenelektrodeafstand van 1,1 mm werken in plaatsvan 0,8 mm. Gebeurt dat niet dan kunnen debougiekabels of de bobines beschadigen. Ookkan de vonk wegblijven met schade aan dekatalysator tot gevolg. Bovendien geeft het OBD-systeem aan dat er ‘misfiring’ is opgetreden.Dat verontrust de gebruiker en heeft onregel-matig draaien met een verhoogd brandstofver-bruik tot gevolg.Wat wel kan, is gewone bougies vervangen doorbijzondere exemplaren. In de bougiecatalogivan NGK en Champion worden deze BIC (Best inClass) en OE (Original Equipment) bougies aan-gegeven. Ze zijn ook in oudere motoren bruik-baar met als voordelen: een twee tot drie maalzo lange levensduur en geen missers.Het is oppassen geblazen als de elektrodevormen de positie van de massa-elektroden verande-ren. Gebruik geen bougies die niet zijn vrijgege-ven door de motor- of bougiefabrikant.

After-marketWeer zo’n Engelse term. Het gaat hier om bou-gies voor motoren die nog niet aan de Euro3 ofEuro4 eisen voldoen, dus nog geen OBD-systeemhebben. Deze motoren zijn minder kritisch, dekatalysator zit op een minder kwetsbare plek.Voor deze motoren heeft Champion een kleinereeks (6 stuks) EON-bougies ontwikkeld.Daarmee is volgens hen 85% van de motorenvan na 1990 van bougies te voorzien. NGKgebruikt de V-line bougies en zegt met 28 num-mers 95% van de markt te dekken. Daaruitblijkt hoeveel verschillende bougietypen er zijn.Zo valt het op dat er geen eenheid is in warmte-graadaanduiding. Bij sommige merken is 6 eenwarme en 13 een koude bougie. Bij andere mer-ken is het precies andersom. NGK heeft tussen-waarden ingevoerd, bijvoorbeeld 85 voor eenbougie met een warmtegraad tussen 8 en 9 in.Andere merken gebruiken geheel eigen getal-len. De vergelijkingstabellen van de bougiefa-brikanten geven enig inzicht in overeenkomsti-ge bougiemodellen, maar geen zekerheid.Het advies blijft: let goed op welk type bougieer in een moderne motor moet! ●

Paul Klaver

Praktischewerkplaats-tipsVeel bougieschades zijn eenrechtstreeks gevolg van onzorg-vuldigheden in de werkplaats.Vooral het te vast aandraaienblijkt funest.

Het gebeurt nogal eens dat hetporselein van de bougie breektomdat de dop van de bougiesleu-tel scheef staat. Beru heeft eenhandig hulpapparaatje ontwik-keld dat de bougiesleutel geleidboven in het kleppendeksel.Bougies worden soms onterechtvervangen als er zich op het por-selein bruinachtige vlekkenbevinden vlak boven het zeskant.Er hoeft geen sprake te zijn vangaslekkage, het gaat om ‘corona-stain’ dat zijn vlekken op het por-selein ten gevolge van het

Afgebroken porselein komt vooralvoor bij de diep gelegen bougies. Debougiesleutel komt gemakkelijkscheef te staan en zonder dat je hetweet is de bougie beschadigd.Foto: Beru

Als een standaard bou-gie te lang dienst doet,treedt er een forse slij-tage op van de centra-le elektrode. Vooral tij-dens het optrekkenvalt de vonk weg om-dat de grote elektrode-afstand een te grotesecundaire spanningvraagt. Dit kan eenthermische overbelas-ting van de katalysatortot gevolg hebben.Foto: Bosch

Deze bougie heeftwaarschijnlijk meer dan80.000 km in de motorgezeten. Er is sprakevan een verregaandeslijtage, de bougie hadal lang vervangen moe-ten worden. De hogeontsteekspanning kande bougiekabels en/ofde bobine(s) beschadi-gen.Foto: Jan Lieftink

Sagem levert de Eyquem-bougies niet alleen alsoriginele fabrieksbougies, maar ook voor de after-market. Daarbij wordt gebruik gemaakt van drieradiale en één axiale elektrode. Alle vier deelektroden hebben een koperen kern. De zij-elektroden werken bij roetaanslag, de midden-elektrode zorgt voor de vonk onder normaleomstandigheden. Deze elektrode moet per motor-type worden afgesteld.Foto: Sagem

3 © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

elektro-magnetisch veld om debougie. Dat is een onschuldigverschijnsel dat vooral bij hogeontsteekspanningen optreedt.Maar liefst 95% van alle storin-gen met bougies zijn te wijtenaan het te vast aandraaien. Debougiefabrikanten geven alge-mene richtlijnen op, de autofa-brikanten zijn vaak nauwkeuri-ger. Er mag geen vet of olie wor-den gebruikt, de bougie komtdan veel te vast te zitten. Elkefout met het vastzetten opgevoel of met een momentsleu-tel wordt vermeden door uit tegaan van een bepaalde hoekver-

draaiing.Het valt op dat NGK bij nieuwebougies voorschrijft deze eersthandvast te zetten en dan 180ºtot 270º te verdraaien bij 10, 12of 14 mm bougies. De 8 mmmotorfietsbougies mogen slechts120º worden verdraaid. Als de

bougies opnieuw wordengebruikt, mogen ze na handvastdraaien slechts 30º tot 45º wor-den verdraaid.Bij gebruik van een momentsleu-tel mag een 8 mm bougie met 8-10 Nm, een 10 mm met 10-12Nm, een 12 mm met 15-20 Nmen een 14 mm met 25-30 Nmworden vastgezet. Denso gaat bijnieuwe 14 mm bougies niet ver-der dan 90º-180º hoekverdraai-ing.Voor de weinig gebruikte coni-sche zittingen gelden andereaanhaalmomenten en hoekver-draaiingen. Voor 14 mm bougiesis dat 10-20 Nm of 22,5º verdraai-ing.Het te vast aandraaien kan talvan gevolgen hebben, zowelvoor de bougie als de cilinder-kop. Als de bougie inwendig zijnwarmte niet meer kwijt kan,wordt de centrale elektrode zoheet dat er voortijdige ontste-king optreedt. Een gat in de zui-

Bougies van vierkleppenmotoren zit-ten in het algemeen heel diep. Debougiesleutel moet daarom wordenvoorzien van een verlengstuk. Beruheeft een hulpstukje uitgebracht omhet verlengstuk te geleiden.Foto: Beru

De meeste problemen met bougiesontstaan door te vast aandraaien.Met deze bougie is zo lang doorge-reden dat er lekkage tussen de isola-tor en het metalen huis is ontstaan.Omdat het huis is uitgerekt door hethoge aandraaikoppel, zit de isolatorlos. Let op de geplette afdichtring.De kans is groot dat er door overver-hitting van de bougie schade ont-staat, misschien ook aan de zuiger.Foto: Jan Lieftink

Het Beru-hulpstukje past in vrijwelalle kleppendeksels. Handig voor inde gereedschapskist.Foto: Beru

De redenen voor het breken van deisolatorneus liggen vaak bij eenonzorgvuldige behandeling van debougie. Er kan een scheurtje ont-staan tijdens het op onjuiste wijzeverstellen van de elektrodeafstandof tijdens het optreden van highspeed knock (detoneren bij hoogtoerental).Foto: Jan Lieftink

ger is dan het gevolg.Controleer de elektrodeafstandvoordat de bougies wordengemonteerd. Als de waarde opde verpakking staat, is deze doorde fabriek afgesteld. Maar zeker-heid gaat voor. De bougiefabri-kanten wijzen er op dat de bou-gie en de cilinderkop (vrijwel)dezelfde temperatuur moetenhebben bij het monteren. Zeteen koude bougie dus eersthandvast en wacht even met hetdefinitief vastzetten.Ga niet zelf experimenteren metbougies, want een verkeerd typebougie kan voor een gat in dezuiger of voor een gesmoltenkatalysator zorgen. Bij auto’s meteen OBD-II systeem kunnen erstoringsmeldingen ontstaan alser een andere dan originele bou-gie wordt gebruikt. Bij dit dia-gnosesysteem wordt het wegval-len van een verbranding (misfi-ring) onmiddellijk als foutgemeld. ●

Nieuw van Splitfire is de TP tripleplatina bougie. Naast de bekende V-groef elektrode valt de extreemdunne centrale elektrode op. De drieplatina puntjes garanderen eenlevensduur van 150.000 km!Foto: Autovision

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 4