Hoe bougies werken

Een bougie is een elektrisch apparaat dat in de cilinderkop van sommige verbrandingsmotoren past en gecomprimeerde benzine in spuitbussen ontsteekt door middel van een elektrische vonk. Bougies hebben een geïsoleerde middenelektrode die via een zwaar geïsoleerde draad is verbonden met een bobine of magnetocircuit aan de buitenkant, waardoor, met een geaarde aansluiting aan de onderkant van de bougie, een vonkbrug in de cilinder ontstaat. Verbrandingsmotoren kunnen worden onderverdeeld in motoren met elektrische ontsteking, die bougies nodig hebben om de verbranding te starten, en motoren met compressieontsteking (dieselmotoren), die de lucht comprimeren en vervolgens dieselbrandstof in het verwarmde persluchtmengsel injecteren, waar deze automatisch ontbrandt. Motoren met compressieontsteking kunnen gloeibougies gebruiken om de koudestarteigenschappen te verbeteren.

 



De bougie heeft twee primaire functies:


Om het lucht/brandstofmengsel te ontsteken. Elektrische energie wordt via de bougie overgedragen, waardoor de opening in het ontstekingsuiteinde van de bougie wordt overbrugd als de aan de bougie geleverde spanning hoog genoeg is. Deze elektrische vonk ontsteekt het benzine/luchtmengsel in de verbrandingskamer. Om warmte uit de verbrandingskamer te verwijderen. Bougies kunnen geen warmte creëren, ze kunnen alleen warmte afvoeren. De temperatuur aan het uiteinde van het ontstekingsuiteinde van de bougie moet laag genoeg worden gehouden om voorontsteking te voorkomen, maar hoog genoeg om vervuiling te voorkomen. De bougie werkt als een warmtewisselaar door ongewenste thermische energie uit de verbrandingskamer te halen en warmte over te dragen naar het koelsysteem van de motor. Het warmtebereik van een bougie wordt gedefinieerd als het vermogen om warmte van de punt af te voeren.

Operatie :

De stekker wordt aangesloten op de hoogspanning die wordt opgewekt door een bobine of magneet. Terwijl de elektronen uit de spoel stromen, ontstaat er een spanningsverschil tussen de middenelektrode en de zij-elektrode. Er kan geen stroom vloeien omdat de brandstof en de lucht in de opening een isolator zijn, maar naarmate de spanning verder stijgt, begint de structuur van de gassen tussen de elektroden te veranderen. Zodra de spanning de diëlektrische sterkte van de gassen overschrijdt, worden de gassen geïoniseerd. Het geïoniseerde gas wordt een geleider en laat elektronen door de opening stromen. Bougies hebben doorgaans een spanning van meer dan 20.000 volt nodig om goed te kunnen 'vuren'.

Terwijl de elektronenstroom door de opening stroomt, stijgt de temperatuur van het vonkkanaal tot 60.000 K. De intense hitte in het vonkkanaal zorgt ervoor dat het geïoniseerde gas zeer snel uitzet, als een kleine explosie. Dit is de "klik" die u hoort bij het waarnemen van een vonk, vergelijkbaar met bliksem en donder.


De hitte en druk dwingen de gassen om met elkaar te reageren, en aan het einde van de vonk moet er een kleine vuurbal in de vonkspleet zitten, terwijl de gassen uit zichzelf branden. De grootte van deze vuurbal of kern hangt af van de exacte samenstelling van het mengsel tussen de elektroden en het niveau van de turbulentie in de verbrandingskamer op het moment van de vonk. Een kleine kernel zorgt ervoor dat de motor loopt alsof het ontstekingstijdstip vertraagd is, en een grote kernel alsof het ontstekingstijdstip vervroegd is.