Geplaatst op

Bougies: (en waarom deze nu zooooo belangrijk zijn)!


Dit Blog is een vervolg op mijn bericht van vorige week betreffende Brisk bougies. De aanleiding van dit Blogbericht is gelegen in het feit dat het eerdere bericht wat discussie veroorzaakte over de warmteschaal (welke bougie past bij mijn setup) en de onduidelijkheid over de vergelijkingstabel met de NGK bougies. Lees verder wanneer je geïnteresseerd bent in de exacte werking van de bougie!

De warmteschaal.
De warmteschaal vertelt ons hoe snel de bougie de warmte van de verbranding kwijtraakt. Dit moet precies en gecontroleerd gebeuren, zodat de bougie:

  1. Niet te warm wordt om problemen zoals pre-ontsteking en het kapotgaan van de elektroden te voorkomen.
  2. Niet te koud blijft, zodat het verbrandingsresten kan verbranden die anders de isolatortip zouden verzamelen en problemen zouden veroorzaken waardoor de vonk overslaat.

Waarom is de warmteschaal belangrijk?
Voor een goede werking van de bougie zijn twee dingen nodig: genoeg isolatie tussen de centrale en massa-elektroden en het goed afvoeren van warmte van de delen van de bougie die uitsteken in de verbrandingskamer. Deze twee dingen zijn met elkaar verbonden. Om genoeg isolatie te hebben, moet de temperatuur van de isolatietip (het deel van de bougie dat uitsteekt in het motorgebied) binnen een goed temperatuurbereik blijven. De temperatuur van de isolatietip bepaalt ook welke warmteklasse van bougie je moet kiezen.

A) Te koude bougie voor een bepaalde motor.
B) Geschikte bougie voor een bepaalde motor
C) Te hete bougie voor een bepaalde motor

Een bougie is te koud als de motor niet goed werkt, geschikt als alles goed gaat en te heet als er problemen optreden. Als de temperatuur van de isolatietip zakt naar de ‘afzettingszone’, ontstaan er verbrandingsresten zoals koolstof en brandstof. Deze resten verminderen de elektrische isolatie, wat kan leiden tot problemen bij het starten en na verloop van tijd zelfs tot een defecte bougie.

Als de temperatuur van de isolatietip hoger is, worden er geen nieuwe verbrandingsresten gevormd. De bestaande resten worden echter niet verbrand totdat de temperatuur van de isolatietip boven de 500 °C komt – dit noemen we de ‘zelfreinigende zone’. In dit temperatuurbereik ontstaan er geen nieuwe resten en worden de bestaande resten verbrand. De bougie werkt dan optimaal.

Een te hoge temperatuur van de isolatietip is niet goed. Dit kan leiden tot problemen zoals voorontsteking van het brandstofmengsel, wat ernstige schade aan de motor kan veroorzaken. Om de juiste temperatuur van de isolatietip voor een bepaalde motor te bereiken, worden bougies gemaakt met verschillende thermische waarden. Deze waarden lopen van de warmste naar de koudste, bijvoorbeeld 19, 18, 17, 15, 14, 12, 10 en 08. (= warmteschaal van BRISK Bougies). Hier nog de vergelijkingstabel met andere bekende merken:

Hoe kun je nu zien wat een warme- of koude bougie is? Hier in ieder geval de theorie:

“Warme” bougies laten warmte langzaam wegstromen uit het gebied waar de verbranding plaatsvindt. Ze hebben een langere isolatietip en worden vrij snel warmer dan het gebied waar verbrandingsresten zich ophopen.

“Koude” bougies hebben juist een relatief korte isolatietip en voeren warmte snel af uit het verbrandingsgebied. Dit doen ze om te voorkomen dat de ontsteking te vroeg plaatsvindt.

DE ISOLATIETIP wordt aangegeven in het gebied welke gemarkeerd wordt door de A op de afbeelding.

Op welke plekken voert een bougie nu de meeste warmte af?

De conclusie die we uit de bovenstaande afbeelding kunnen afleiden is dat de meeste warmte van de bougie afgegeven wordt aan de cilinderkop. Dit is maar liefst 58%. Dit is dan ook meteen de verklaring waarom onze tuningkits altijd voorzien zijn van een cilinderkop waarvoor je een bougie met LANGE schacht nodig hebt.

Waarom is het kiezen van de juiste warmtegraad nu zo van belang?

Het is belangrijk om de juiste warmteklasse te kiezen. Zelfs als je al een bougie hebt met de goede warmteklasse, kan deze nog steeds beïnvloed worden door het ontstaan van verbrandingsresten op de isolatietip. Dit ontstaat als er niet genoeg brandstof verbrandt vanwege een te “rijk” lucht/brandstofmengsel. Aan de andere kant zullen eerder gevormde verbrandingsresten verbranden als de temperatuur van de isolatietip boven de 500 °C stijgt.

Het verschijnen van vervuiling en de mate van zelfreiniging hangen af van de verhouding tussen lucht en brandstof en de temperatuur van de isolatietip.

Gebied van vervuiling met niet verdampte brandstof
Gebied van vervuiling met droge verbrandingsresten
Trage verbranding
Zelfreinigende zone

Gebied van vervuiling met niet-verdampte brandstof – hier raken bougies het meest vies. In dit geval is de verhouding tussen brandstof en lucht erg laag (rijk mengsel). De brandstof wordt niet goed verspreid (verneveld) en brandt in zijn vloeibare vorm. Er ontstaan veel verbrandingsresten. Ook is de isolatietip nat van de niet-verdampte brandstof. De isolatieweerstand van de tip neemt af, wat soms leidt tot ontstekingsproblemen. Koud starten en vaak wegrijden bij koud weer zorgen ervoor dat de isolatietip sneller vies wordt.

Gebied van vervuiling met droge resten – als de motor van het voertuig stationair draait of bij lage belasting, kunnen er zachte (droge) verbrandingsresten op de isolatietip ontstaan, zelfs als de brandstof niet in vloeibare vorm verbrandt.

Trage verbrandingszone – in dit gebied ontstaan geen verbrandingsresten op de isolatietip, en er is ook geen zelfreiniging. Er vormen zich geen resten op het oppervlak van de isolatietip, zelfs niet als de temperatuur van de bougie onder de 500 °C zakt. Een nieuwe bougie is schoon en als een bougie vies is, wordt deze niet schoongemaakt.

Zelfreinigende zone – De verbrandingsresten die in dit gebied op de isolatietip zijn ontstaan, zullen verbranden, en de isolatieweerstand van de tip keert terug naar een normale waarde. De overgang naar de zelfreinigende zone gebeurt meestal tijdens versnelling en bij hogere snelheden van het voertuig.

Bepaling van de thermische waarde van een bougie:
Terwijl de motor draait, wordt de bougie warm tot een bepaalde temperatuur. De hoogste temperatuur bevindt zich aan het uiteinde van de isolatietip. De warmtebalans van de bougie, het evenwicht tussen de warmte die binnenkomt en de warmte die eruit gaat, wordt bepaald door de warmteklasse van de bougie. Een belangrijk kenmerk van deze warmteklasse is de zelfontbrandingswaarde. Dit wordt gemeten met een speciale meetmotor door de overdrukdruk geleidelijk te verhogen totdat zelfontbrandingen van de bougie beginnen. De zelfontbrandingen worden gedetecteerd met de ionisatiemethode en vervolgens verwerkt door het regelsysteem met feedback naar de motorbesturing. De thermische belasting wordt uitgedrukt in eenheden van IMEP (Indicated Mean Effective Pressure lb/in 2).

Bepaling van de uitrusting van de motor met bougies: De uitrustingsproef van een bepaalde motor wordt uitgevoerd met speciale apparatuur waarmee zelfontbrandingen kunnen worden gedetecteerd tijdens een verhoging van de ontstekingstiming in vergelijking met de oorspronkelijke instelling, bij een belasting van de motor. Een deel van de uitrustingsproeven omvat vaak een startcapaciteitstest in een vrieskamer, evenals operationele tests.

De gemiddelde liefhebber heeft meestal geen toegang tot deze apparatuur. Daarom kun je ons altijd om advies vragen over welke bougie het beste is voor jouw 2-takt motor.

Heb je interesse in een Brisk- of NGK bougie? Klik dan even op het plaatje met de bougie met de perfecte verbranding:

Geplaatst op

BRISK SILVER RACING Bougies en waarom ik de overstap hier naar toe heb gemaakt…


Na mijn teleurstellende ervaring met de standaard NGK bougies heb ik besloten deze met onmiddellijke ingang uit het assortiment te halen en op zoek te gaan naar een beter alternatief. Je wilt als liefhebber altijd toch het meest optimale vermogen uit jouw Kreidler halen toch? Gelukkig helpt het wanneer je over een bougietestapparatuur beschikt.

Uiteindelijk is de keuze gevallen voor de BRISK SILVER RACING bougie en in dit Blogbericht lees je het waarom. Verder vertel ik je wanneer ik een bougie vervang en met welke kracht ik een bougie in de kop draai.

BRISK Silver bougies hebben een speciale vorm van de vonkopening, waardoor de gassen gemakkelijker toegang hebben tot de kern van de bougie waardoor ze sneller ontvlammen zodra de vonk van de ene naar de andere elektrode springt . De zilveren midden elektrode heeft een kleine diameter en een elektrodeopening van 0,6 mm. De benodigde spanningsvraag van de bougie wordt aanzienlijk verminderd door de zilveren midden elektrode met een kleine diameter, samen met een verminderde massa-elektrode.

Waarom verkies ik een bougie met een zilveren elektrode boven een bougie met een koperen of zelfs Iridium elektrode? Eigenlijk zegt de video meer dan voldoende!

Het antwoord hierop heeft te maken met zowel de Thermische geleiding als met de Elektrische geleiding. Eerst maar eens de begrippen uitleggen.


Thermische geleiding:
Thermische geleiding betekent eigenlijk hoe goed warmte zich door een materiaal kan verplaatsen. Stel je voor dat warmte als een soort “onzichtbare energie” is die van het ene deel van een materiaal naar het andere beweegt. Hoe sneller en efficiënter dit gebeurt, des te beter is de thermische geleiding van dat materiaal. Materialen met goede thermische geleiding kunnen warmte snel doorlaten, terwijl materialen met slechte thermische geleiding het moeilijk vinden om warmte door te geven. Het is als een soort snelweg voor warmte in een materiaal.

Elektrische geleiding:
Elektrische geleiding betekent hoe goed elektriciteit door een materiaal kan stromen. Stel je voor dat elektriciteit als een stroompje van kleine deeltjes is, en deze deeltjes bewegen door een materiaal om de elektrische energie over te brengen. Materialen die goed elektrisch geleiden, laten deze elektrische deeltjes makkelijk door, zoals een soort elektrische snelweg. Aan de andere kant hebben materialen die slecht geleiden moeite om elektriciteit door te laten stromen. Denk aan elektrische geleiding als de eigenschap van een materiaal om elektriciteit al dan niet goed door te laten.

Nu heb ik onderstaand een tabel gemaakt van de meest bekende metalen en trek dan zelf jouw conclusies:

Eigenschappen van materialen
ThermischElectrische
Materiaalgeleidinggeleiding
W/(m.K)MS/m
Zilver40766
Koper 384 57
Goud31045
Iridium 147 18
Platium7010
Nikkel 59 10

Zoals je al geconstateerd zult hebben dan heeft zilver zowel de beste thermische- als beste elektrische geleiding. Om het eenvoudig te bewoorden: Thermische geleiding houdt de bougie koel, terwijl elektrische geleiding ervoor zorgt dat de bougie de vonk goed kan doorgeven om de motor te laten draaien.

De NGK Iridium bougie blijft bij me in het assortiment en dat heeft een reden en juist daarom zet ik de belangrijkste verschillen tussen een iridium bougie en een bougie op basis van een zilveren elektrode voor je op een rij:

  1. Materiaal van de centrale elektrode:
    • Iridium bougie: De centrale elektrode is gemaakt van iridium. Iridium is een hard en duurzaam metaal, waardoor de elektrode lang meegaat. Het heeft ook een fijne punt, wat de ontsteking verbetert.
    • Bougie met zilveren elektrode: De centrale elektrode is gemaakt van zilver. Zilver heeft goede geleidende eigenschappen en helpt bij het verspreiden van warmte. Het kan ook helpen bij het voorkomen van de opbouw van afzettingen op de elektrode.
  2. Levensduur:
    • Iridium bougie: Heeft over het algemeen een langere levensduur dan standaard bougies. Het iridiummateriaal is bestand tegen slijtage.
    • Bougie met zilveren elektrode: Kan ook een langere levensduur hebben dan standaard bougies, dankzij het slijtvaste zilver.
  3. Prestaties bij hoge temperaturen:
    • Iridium bougie: Goede prestaties bij hoge temperaturen vanwege het hoge smeltpunt van iridium.
    • Bougie met zilveren elektrode: Zilver heeft een goede thermische geleidbaarheid, wat helpt bij het afvoeren van warmte, maar het smeltpunt kan lager zijn dan dat van iridium.
  4. Kosten:
    • Iridium bougie: Kan over het algemeen duurder zijn dan standaard bougies, vanwege het gebruik van het kostbare iridiummetaal.
    • Bougie met zilveren elektrode: Kan een goede balans bieden tussen prestaties en kosten. Het verschil qua prijs op het moment van schrijven (december 2023) is ongeveer 4 euro).

Beide typen bougies worden vaak gebruikt voor verbeterde prestaties en een langere levensduur, maar de keuze tussen de twee kan afhangen van specifieke motorvereisten, rijomstandigheden en persoonlijke voorkeuren.

Wanneer vervang ik mijn bougie en met welke kracht draai ik de bougie vast?

Iedere 2500 kilometer pleeg ik groot onderhoud aan mijn snelle Kreidlers. Concreet: het plaatsen van een nieuwe zuiger en het checken van mijn drijfstang, cilinderkop en wand van mijn cilinder. Ik vervang ook altijd mijn bougie zodat ik de meest optimale vonk krijg om het mengsel te laten ontvlammen. Een goede bougie kan natuurlijk veel langer meegaan echter verlies je ongemerkt aan vonkkracht doordat de elektrode vervuilt raakt en door slijtage bv de afstand tussen de elektrodes te groot wordt en voor die 13,50 dat een bougie kost laat ik die tienden van pk’s tot 1 pk  niet liggen.

Mijn bougies draai ik met max 25 NM vast en dit is waarom:

Wanneer je een bougie te vast aandraait, loop je het risico op het veroorzaken van schade aan zowel de bougie als de motor. Hier zijn enkele mogelijke nadelen:

  1. Beschadigde draad:
    • Als je de bougie te strak aandraait, loop je het risico de schroefdraad van de bougiegaten in de cilinderkop te beschadigen. Dit kan leiden tot moeilijkheden bij het verwijderen van de bougie in de toekomst, en het kan ook extra reparatiekosten met zich meebrengen.
  2. Verpletterde afdichting:
    • Bougies hebben een afdichting om te voorkomen dat verbrandingsgassen de cilinderkop binnendringen. Te strak aandraaien kan deze afdichting beschadigen, waardoor er lekkages kunnen ontstaan. Dit kan leiden tot verlies van compressie en vermogensverlies.
  3. Gebroken isolator:
    • De keramische isolator binnenin de bougie kan breken als gevolg van overmatige druk. Een gebroken isolator kan leiden tot onvolledige verbranding en slechte prestaties van de motor.
  4. Moeilijkheid bij verwijdering:
    • Als bougies te strak zijn aangedraaid, kan het moeilijker zijn om ze in de toekomst te verwijderen. Dit kan problemen veroorzaken bij routineonderhoud of reparaties, en het kan leiden tot extra kosten en tijdverlies.

Als laatste vind je hieronder een hitte vergelijkstabel tussen BRISK en NGK. Je zult constateren dat de typeaanduiding juist tegenovergestelde is van elkaar. De nummering naar een warme bougie loopt bij BRISK juist op terwijl die bij NGK juist afneemt. Dus een standaard RS zou een NGK 8 willen gebruiken en bij BRISK is dit juist nummer 12 (zie tabel).

WARMTEGRAADKOUD/COLDHEET/HOT
HEAT RANGE
BRISK81012141517
NGK1098765

Dit was het weer voor deze keer. Hopelijk heb ik je niet met te veel theorie om de oren geslagen 😊.