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

ONDERDELEN Techniek en montage van bougies

Sinds de invoering van OBD-systemen bij deEuro 3 emissie-eisen van 2000, is het missenvan een vonk (overslaan genoemd) extra verve-lend omdat de kans bestaat dat er een storings-lampje gaat branden. Overslaan heeft immersgevolgen voor de katalysator die, als de vonkente lang wegblijven, te heet kan worden. Eenbougie met een verkeerde warmtegraad (tekoud en/of onjuiste elektrodenvorm) kan hetoverslaan in de hand werken. Experimenterenmet andere bougietypen is dan ook vragen omnarigheid. Bedenk dat een moderne hoogge-comprimeerde, vrij-aanzuigende benzinemotorde bougie blootstelt aan temperatuurverschil-len van 1000°C, een gasdruk van 100 bar en eenelektrische spanning van 30.000 Volt.Bovendien moet de bougie nog werken als er bij–30°C wordt gestart met een rijk mengsel.Over 30.000 km zijn er zo’n 120 miljoen vonkennodig om een viercilinder viertaktmotor aan tedrijven. Omdat de elektrodenafstand niet teveel mag toenemen zijn er speciale edelmetaal-legeringen nodig om erosie door de vonkover-slag en chemische aantasting te weerstaan.

Champion kwam met palladium bougies, Boschmet nikkel-yttrium, Denso met iridium, terwijlplatina al veel langer bekend is. De (veel) hogerekostprijs wordt gecompenseerd door een (veel)langere levensduur. Zo geven enkele fabrikan-ten een levensduur op van 60.000 km. Zodraéén of beide elektroden van nikkel-yttrium ofplatina worden voorzien is 100.000 km of zelfs120.000 km mogelijk. Uiteraard zijn deze bou-gies niet goedkoop, vandaar dat een juistebehandeling absoluut nodig is.

Nieuwe bougietypenWe zien dat de 12 mm bougie zijn definitieveentree heeft gemaakt bij personenauto’s. Bijmotorfietsen is dat al lang het geval, daar isimmers door de vier kleppen geen plaats vooreen ‘grote’ 14 mm bougie. De 12 mm bougieshebben zowel een zeskant als een twaalfkant(Bi-Hex genoemd) met 16, 14 of 12 mm sleutel-wijdte. Ook de draadlengte is ongewoon. Omruimte te winnen, zien we zelfs 26,5 mm exem-plaren, dat is heel wat langer dan de 19 mm diebij veel 14 mm bougies wordt gebruikt. Deze 12

Links de Beru Bi-Hex-bougie met 12 mm schroef-draad en een 12 kantige bougiesleutelaansluiting.Rechts de ‘hoorn-elektroden’ voor een radialevonkoverslag en in het midden een ‘hybride’elektrodenopstelling: één axiale en twee radialehalf- of semi-glijvonk elektroden zorgen voor eenvonk onder alle bedrijfsomstandigheden.Foto: Beru

Speciale bougies worden gemeengoed

Vonken vol energie

Bougies hebben dankzij

toepassing van edelmeta-

len en slimme constructies,

een opmerkelijk lange le-

vensduur gekregen. Als ze

uiteindelijk aan vervanging

toe zijn, is het zaak om het

juiste type met zorg te kie-

zen. Monteer de nieuwe

bougies vervolgens met

beleid. Onzorgvuldig han-

delen kan de werkplaats

duur komen te staan.

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

mm bougies hebben een speciale schroefdraad-vorm en coating om het vastzitten bij demonte-ren te voorkomen. Er wordt ook met speciaalkeramiek gewerkt, want 30 kV stelt hoge eisenaan de isolatieweerstand. Volgens Beru heeft degladde duplex isolator een 2,5 keer zo hogekruipstroombarièrewaarde als een gewonegeribbelde isolator. Zo’n gladde isolator voor-komt ook nog problemen bij het loshalen vande bougiestekker.Nieuw zijn de hybride bougies. Deze hebbeneen gewone massa-elektrode die boven ongeveer450°C de vonk axiaal laat overspringen en éénof meer massa-elektroden waarbij de vonk radi-aal overspringt. Daarbij gaat de vonk eerst overde vervuilde isolatorneus, alvorens over tespringen naar de massa-elektrode. Er is dussprake van een semi- of halfglijvonksysteem.Alleen bougies voor tweetakt buitenboordmoto-ren hebben een volledig glijvonksysteem, er isgeen luchtspleet. Zulke bougies hebben geenwarmtegraad.Opvallend is de Champion Ribbed Nose-bougie.De semi-glijvonk wordt hierbij gevormd door

Bij de Beru Ultra-X Platin-bou-gie kan de vonk zowel via hetporselein als rechtstreeksnaar één van de vier ‘hoorn’massa-elektroden overspring-en. De centrale elektrodeheeft een platina uiteinde.Foto: Beru

Champion heeft een nieuw type semi-glijvonkbougie uitgevonden. Bij de gepatenteerde con-structie zijn er ribbels aangebracht op de neus vanhet porselein, vandaar de naam ‘ribbed nose’.Foto: Champion

Als de neus vervuild is door roetaanslag ‘glijdt’ devonk over het porselein tot de eerste ribbel omvervolgens over te springen naar het huis. De ‘rib-bed nose’ bougie van Champion is dus van hetsemi-glijvonk type.Foto: Champion

Hier zien we de semi-of halfglijvonk aan hetwerk. De vonk glijdteerst over de geleiden-de roetlaag op het por-selein van de ‘neus’ ompas dan over te spring-en naar één van de driemassa-elektroden.Foto: Beru

Bosch levert naast de Super, ook een Super-plus-bougie. Daarbijbestaat de centrale elektrode uit een yttrium legering die zeercorrosiebestendig is. De massa-elektrode is niet alleen puntvor-mige uitgevoerd. Er zit ook een kerf of groef in om het mengselbeter te kunnen ontsteken door een grotere energiedichtheidvan de vonk.Foto: Bosch

kendheid. Autolite isvooral in de VS be-kend, maar levertook in Europa kenne-lijk nog heel watbougies. Tussen deoverige merken zitBeru dat onlangs hetFranse Eyquem heeftovergenomen.Eyquem voorzietvooral de drie Franseautofabrikanten vanbougies. Er worden100 miljoen bougiesper jaar gemaakt.Nog een merk datmeespeelt is Denso.Het is nog altijd sterkgericht op Toyotawaar het oorspronke-lijk toe behoorde.Dankzij de iridiumbougies heeft Densogrote aandacht ge-kregen, zelfs vanJapanse autofabri-kanten die altijd za-ken deden met NGK.In de VS is er nogMotocraft, maar datspeelt niet echt eenrol in Europa. ●

IndrukwekkendeaantallenDe Europese bougie-markt wordt gedomi-neerd door slechtsenkele bougiefabri-kanten. VolgensChampion zag deverdeling van demarkt er eind 2003als volgt uit: NGK25%, Champion 23%,Bosch 20%, Autolite9%, Eyquem 6% ende resterende 17%komt voor rekeningvan de diverse overi-ge merken.NGK is dus marktlei-der. De fabrikantzegt momenteel éénop de drie bougies televeren. Jaarlijks pro-duceert NGK 520 mil-joen bougies. Boschmaakt er naar eigenzeggen 1 miljoen perdag, dus 365 miljoenper jaar. Sinds 1902hebben ze 7 miljardbougies geprodu-ceerd. Champion issinds 1908 actief engeniet wereldwijdeen grote naamsbe-

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

ONDERDELEN Techniek en montage van bougies

ribbels op de neus. Deze ribbels vergroten ookde lekweg als de vonk de weg van de minsteweerstand kiest.Voor Toyota heeft Denso een iridium bougieontwikkeld die op de ‘gewone’ massa-elektrodeeen cilindrisch platina puntje heeft. Deze Super

Ignition Spark Plug ontsteekt een arm mengselbeter dan welk ander type bougie ook.De NGK-bougie voor de BMW V10 motor is een12 mm exemplaar met een platina schijfje opde centrale elektrode en twee massa-elektrodenmet radiale vonk. Dat is nog niet het meestopvallende. De ionisatiestroommeting directnadat de vonk is overgesprongen is bijzonder.We kennen de ionisatiemeting bij de Saabdirecte ontsteking (waarbij NGK ook betrokkenwas) maar nu worden zowel het missen van eenvonk als het beginnen van detoneren opge-merkt.

Laserstraal de toekomst?Omdat gewone bougies niet lang meegaan in‘straalgeleide’ DI-benzinemotoren, heeft AVL

een ‘laserstraalbougie’ ontwikkeld. De laser-straal steekt het mengsel sneller aan dan zelfseen iridium bougie doet. Bij 2000 t/min, eengemiddelde effectieve druk van 3 bar en eenhomogeen mengsel met lambda=1 duurt het19° voordat er een drukstijging optreedt na hetoverspringen van de vonk bij een gewone nik-kelchroom bougie. De iridium bougie heeftdaar 17,5° voor nodig, de laserstraal slechts 14°.

Bij de EON-bougiesmaakt Championgebruik van het DoubleCore principe. Dat wilzeggen dat er zowel inde centrale als in demassa-elektrode eenkoperen kern is aange-bracht. Daardoor wordtde warmte snel afge-voerd. Opvallend is hetgladde porselein,daardoor zijn de bou-giestekkers gemakkelij-ker los te trekken.Foto: Champion

Voor de nieuwe Audi2.0 FSI motor levertNGK een hybride bou-gie met platina op decentrale elektrode. Erworden twee zijelek-troden gebruikt dievoor een semi-glijvonkzorgen als de neus ver-vuild is.Foto: NGK

Denso heeft met de iridium bougies sinds deintroductie in 1997 veel succes. Dankzij de gepa-tenteerde 0,4 mm dunne centrale elektrode en depuntige van een groef voorziene massa-elektrodewordt het mengsel bijzonder snel ontstoken.Foto: Denso

Na de bougie de laserstraal. Voor DI motoren metstraalgeleiding is de laserstraal-ontsteking de ide-ale oplossing. Een gewone bougie is niet lang be-stand tegen de grote temperatuurverschillen, debenzinedruppels worden immers rechtstreeks te-gen de elektroden gespoten. AVL List GmbH enCTR Villach hebben een laserstraal ontsteking meteen cilindrisch deel van slechts 6 mm ontwikkeld.Foto: AVL

NGK werkt ook met iri-dium bougies. De cen-trale elektrode is 0,6mm dik, de vonk springtaxiaal over. Deze bou-gies zitten in de GolfR32, ze hebben eendraaddiameter van 12mm met een draadleng-te van 19 mm.Foto: NGK

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

Niet alleen het 6 mm dunne uiteinde van delaserstraalbougie is een extra sterk punt, ook devrijheid in het plaatsen is een welkom voordeel.Helaas is de kostprijs nog (veel) te hoog, maarwie weet krijgt de vertrouwde bougie op denduur dan toch concurrentie. ●

Paul Klaver

Vervangen van bougiesAlle bougiefabrikanten geven erde voorkeur aan dat bougiesmet een momentsleutel wordenvastgezet. De schroefdraad magniet van olie of vet worden voor-zien tenzij de autofabrikantdeze regel doorbreekt. In depraktijk ontstaan er ook proble-men met de bougiestekkers. Deafdichtrubbers krijgen haar-scheuren of worden bij het los-trekken beschadigd. Het gevolgis dat de motor bij zware belas-ting slecht loopt omdat de vonkwegvalt.

DemonterenHet demonteren van bougiesmoet met aandacht gebeuren.Trek de bougiestekker voorzich-tig van de bougie af, draai hemeerst (als dat kan) om het rubberlos te maken van het porselein.Gebruik indien mogelijk een spe-

ciale trekker die achter de bou-giestekker valt.Vervolgens kan de oude bougieeruit. Zorg voor de juiste bou-giesleutel en gebruik een gelei-dingshulpstuk zodat de sleutelrecht op de bougie blijft staan.Draai de bougie voorzichtig eenslag los. Verwijder alle vuil metperslucht of met een kwastje.Draai de bougie daarna vollediglos.

MonterenHet monteren gebeurt het besteals volgt: Ga na of de bougie dejuiste is voor de betreffendemotor. Elke bougiefabrikantheeft zijn eigen warmtegraad-systeem en het is dus oppassengeblazen bij het vergelijken vanbougies van verschillende mer-ken. Gebruik meer dan één cata-logus, beter nog laat de bougie-

fabrikant een schriftelijk adviesgeven of kijk wat de autofabri-kant als alternatieven voor degemonteerde bougie opgeeft.Ga na wat het juiste aanhaalmo-ment is, dat varieert per merk.Om een idee te geven:Beru geeft op:M12: 12-20 Nm bougie met ringM14: 15-20 Nm bougie met ringM14: 12-20 Nm bougie met coni-sche zittingM14: 13-17 Nm Ford met coni-sche zittingDenso geeft op:M8: 8-10 Nm bougie met ringM10: 10-12 Nm bougie met ringM12: 12-20 Nm bougie met ringM14: 20-25 Nm bougie met ringOf een kwart tot een halve slagin geval van een nieuwe ring eneen vijfde tot een kwart slag bijeen gebruikte ring.Gebruik de juiste bougiesleutel

met rechtgeleiding. Smeer watsiliconenvet op de isolator. Draaide bougie er met de hand ofmet een rubberen hulpstukvoorzichtig in. Zet hem vast methet voorgeschreven aanhaalmo-ment. Inspecteer het afdichtrub-ber van de bougiestekker. Drukde bougiestekker langzaamhelemaal op zijn plaats, als delucht niet kan ontwijken wordtde stekker weer van de bougieafgedrukt.Bedenk dat een bougie een pre-cisieonderdeel is. Het niet vastgenoeg zetten, bemoeilijkt dewarmte-afvoer dus kan er voor-tijdige ontsteking ontstaan doorhet gloeien van de isolatorneus.Een te vast aangedraaide bougiekan inwendig beschadigd raken.Zonder het juiste gereedschap isde kans overigens groot dat hetporselein breekt. ●

Een bougiekap kan hardnekkig vastzitten. Bij het lostrekken kan er scha-de ontstaan. Met speciaal vet wordtdit vastzitten voorkomen.

Als bougiestekkerrubbers heet wor-den, kunnen er scheurtjes ontstaan.Daarlangs zoekt de hoogspanningeen weg naar massa, er slaat dusgeen vonk over tussen de elektro-den. Invetten met siliconenvet voor-komt dit probleem.

Simpel maar doeltreffend: dit rubbe-ren hulpstuk voor het indraaien vandiepliggende bougies.Foto’s: Beru

De nieuwe BMW V10motor is voorzien van12 mm bougies met26,5 mm draadlengteen een 16 mm zeskant.Er zijn twee massa-elektroden die vooreen radiale vonk zor-gen. Een ionisatiemeet-systeem controleert hetverbrandingsverloopom overslaan en deto-neren te voorkomen.Foto: NGK

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