Bujiile

MINISTERUL EDUCAIEI NAIONALEUniversitatea Transilvania din Braovwww.unitbv.ro

Student : Dinca Traian

Anul 2014BUJIILE - ELEMENTE ALE INSTALATIEI DE APRINDERE

FUNCTIA bujiilor este aceea de a produce scanteia electrica necesara aprinderii amestecului carburant in cilindrii motorului.

CONSTRUCTIE

Partile componente ale bujiilor sunt :

1 - corp;

2 izolator 3 - electrod lateral 4 - electrod central

5 - tija de legatura

6 - garnitura de etansare inferioara

7 - garnitura de etansare superioara

8 - piulita de strangere

Corpul executat in general din otel, prevazut cu profil hexagonal la partea superioara pentru stangere, iar la partea inferioara cu filet (lungimea filetului = grosimea peretelui filetat al chiulasei). Filetul poate fi obisnuit L = 12,7mm sau lung L = 19 22mm.

Izolatorul - aflat in partea centrala a bujiei, functioneaza in conditii extrem de grele. De aceea trebuie sa indeplineasca anumite conditii : sa reziste la solicitari mecanice, la variatiile de presiune din camera de ardere (70daN/cm2), la variatiile de temperatura (-15 +2400 C), sa aiba conductibilitate termica mare, sa reziste la tensiuni de 30KV, la actiunea chimica a produselor de ardere, la temperaturi mari. Datorita depunerilor si imbatranirii izolatorului, rezistenta de izolatie in stare rece poate scadea de la 1000 5000M la bujiile noi , la 1.0 0.5M la bujiile uzate. Izolatorul se executa din steatit (silicat de magneziu), silimanit, corundit, piranit, borcarindon (oxizd de aluminiu). Suprafata exterioara este smaltuita in scopul imbunatatirii calitatilor izolante si micsorarea gradului depunerilor de impuritati. Forma izolatorului trebuie sa asigure distantele necesare fata de suprafetele metalice exterioare pentru a evita conturnarile si ale suprafetei partii inferioare (ciocul) pentru a corespunde valoarii termice dorita.

Electrozii (lateral si central) materialele folosite trebuie sa indeplineasca anumite conditii privind posibilitatea de ionizare, rezistenta la temperaturi ridicate, rezistenta la actiuni chimice, dilatare termica, posibilitatea de a fi deformat pentru reglarea distantei intre electrozi. Pentru bujiile obisnuite se folosesc aliaje crom-nichel, iar pentru cele speciale argint si platina. Distanta dintre electrozi se stabileste in functie de raportul de compresiune ( d = 0.7 0.8 mm pentru = 4.5 5.5 , d = 0.4 0.5 mm pentru = 7 9). Pentru buna functionare a bujiei este necesar ca ciocul izolatorului sa aiba temperatura de 450 580 C in timpul functionarii, pentru ca toate rezurile (praf de carbune, stropi de ulei) sa fie arse, iar electrozii si ciocul izolatorului sa fie curate. Aceasta temperatura se numeste de autocuratire. La temperaturi de 800 900 C electrodul central devine incandescent, functionarea motorului se inrautateste datorita preaprinderilor sau aprinderilor prin incandescenta. La temperaturi mai mari incepe topirea electrozilor si ciocului izolatorului ceea ce duce la aparitia pe electrodul cental a unor particule metalice (perle). Daca functioneaza la temperaturi sub 400 C se ancranseaza, se afuma si iese repede din functiune. De aceea bujia se alege astfel incat echilibrul termic sa se stabileasca pentru temperatura de autocuratire. Transmisia caldurii si echilibrul termic la valoarea temperaturii dorite depinde de echilibrul factorilor care influenteaza incalzirea ( raportul de compresie, turatia, sarcina motorului) si de cei ce influienteaza racirea (lungimea si forma ciocului izolatorului, spatiu dintre izolator si corpul metalic, conductibilitatea calorica a ciocului izolatorului, electrodului central, materialelor de etansare). Proprietatile termice ale bujiilor sunt caracterizate prin valoarea termica W (warmewert) sau indicele termic care exprima capacitatea bujiei de a transmite caldura de la electrodul central catre exterior. Aceasta se masoara indirect prin timpul (secunde sau zecimi de minut) de la pornirea motorului pana la temperatura de preaprindere. Astfel bujiile calde au valori termice mai mici, ciocul izolatorului este mai lung (evacueaza mai greu caldura), au temperatura de regim mai ridicata si se utilizeaza la motoare cu 7.Exista tendinta de marire a distantei dintre electrozi pentru evitarea poluarii aerului (ardere completa). Elemente de etansare

Piulita de strangere.

CLASIFICARE

Bujiile se pot clasifica dupa mai multe criterii:

din punct de vedere al functionarii, adica dupa valoarea termica, se clasifica:

bujii reci

bujii calde

dupa dimensiuni in functie de:

diametrul filetului,

lungimea filetului,

latura hexagonlui pentru cheie,

dupa forma si numarul electrozilor,

dupa materialele folosite.

In figurile de mai jos se pot vedea mai multe forme constructive pentru partea inferiora a bujiei (cioc):

Dintre fabricantii de bujii amintim DENSO si BOSCH.

DENSO

Fabrica a fost fondata in 1949 sub numele Nippondenso.Produce: - bujii cu scanteie DENSO care reprezinta echipament original pentru:

motociclete: Honda, Kwasaki, Suzuki, Yamaha,

automobile: Daihatsu, Ford, Honda, Isuzu, Mazda, Mitsubishi, Subaru, Suzuki, Toyata,

- sisteme de injectie Diesel + duze de injector - echipament original pentru motoare diesel japoneze: Daihatsu, Hyundai, Isuzu, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Suzuki, Toyata si piese se schimb pentru autoturisme si autoutilitare.In domeniul bujiilor cu scanteie, DENSO are patentate doua inventii remarcabile:

electrodul de masa cu profil U

cel mai mic electrod central, din iridiu.

Caracterisicile si avantajele folosirii bujiilor cu scanteie DENSO:

Izolatorul este fabricat din pulbere de alumina de inalta puritate, cu proprietati excelente de izolare electrica si conductivitate termica,

Forma celor 5 nervuri impiedica formarea arcului electric si reduce pierderile de tensiune, ofera o izolare superioara (cu 20% mai mare decat a bujiilor conventionale), mai ales in conditii de umezeala, la bujii cu distanta mare intre electrozi si la tensiuni inalte,

Etansarea speciala cupru-sticla care leaga electrodul de izolator, asigura o etansare sigura si previne scaparile de gaze rezultate din combustie, Invelisul de cupru al electrodului central este fabricat din aliaj Ni-Cr inalt resistent la uzura, acoperit cu cupru,Electrodul de masa cu profil U este una din inventiile DENSO si are urmatoarele avantaje:

randament de aprinderie imbunatatit electrodul U prezinta 2 muchii distincte in mijlocul unei suprafete plane. Scanteia atinge punctul cel mai inalt si cel mai apropiat, adica cele doua muchii ale canalului,

reducerea consumului de benzina electrodul U aprinde cele mai sarace amestecuri aer - benzina, ceea ce permite evitarea rateurilor,

functionarea mai buna a motorului scanteia si frontul de flacara nu mai sunt limitate de spatiul dintre electrozi si creeaza un inceput mai bun si sigur,

reducerea emisiilor electrodul cu profil U are efectul unei bujii cu distanta mare intre electrozi.

Acest profil al electrodului asigura spatiu suplimentar intre elecrozi , deci spatiu mai mare pentru nucleul flacarii, ceea ce inseamna o mai buna propagare, deci explozie mai puternica si arderea completa a combustibilului.

Pentru a raspunde cerintelor de putere sporita si inalta performanta ale motoare, DENSO a creat bujiile:

ZU Platinum, care sunt disponibile intr-o mare varietate de tipuri. Aceste bujii au electrodul cental din platina, cu diametrul de 0.7mm.

ZU Platinum High Performance ofera:

o alternativa puternica la aplicatiile normale,

peste 100 tipuri diferite,

electrod central din platina, care la un voltaj mai scazut genereaza o scanteie mai puternica,

pornire mai usoara si accelerare imbunatatita,

electrod de masa cu canal in U, care imbunatateste eficienta combustiei.

DENSO IRIDIUM POWER ultimul produs DENSO prima bujie cu eletrod central din iridiu, diametru 0,4mm, destinat curselor auto.BOSCH

Produce printre altele si bujii pentru autoturisme de serie dar si pentru competitii sportive auto. Bujiile folosite in competitiile sportive sunt produse speciale, realizate exclusiv pentru acest scop, cu design si materiale speciale (marimile variaza in functie de matarialul folosit). Produce peste 1250 variante de bujii.

Pentru Formula 1, din motive de economie de spatiu, se folosesc bujii de numai 50 mm (1/2 din lungimea bujiilor conventionale). Electrozii sunt din platina sau ytrium (~200euro/buc).

Sunt competitii ca Porche Carrera Cup sau Volkswagen Polo Cup unde se concureaza cu autoturisme derivate din cele de serie si deci este nevoie sa se foloseasca bujii conventionale. Experienta castigata de Bosch in producerea bujiilor pentru competitii, o ajuta sa dezvolte bujii de serie din ce in ce mai performante. In functie de motor, sunt folosite bujii din aliaj de platina sau din aliaj foarte rezistent la coroziune, Ni-Ytrium, denumite Super Plus Ytrium. Electrodul central al acestor bujii are diametrul de 2,1mm si asigura o aprindere optima a amestecului aer-combustibil. Aceste bujii sunt dotate deasemenea cu Quick-Heat-Isolate ating mai repede temperatura de autocuratare si sunt protejate astfel mai bine contra depunerilor de calamina.

Avantajele folosirii bujiilor BOSCH:

aprindere perfecta pe toata durata vietii,

putere,

elasticitate,

economie de combustibil,

protectie convertor catalitic,

durata de viata mare 60 000 90 000 Km.

Bujiile BOSCH se regasesc pe : VW, Audi, Seat, Skoda, BMW, Cadrilac, Citroen, Daewoo, Fiat, Ford, GM SUA, Holden, Lancia, Mercedes-Benz, Mitsubishi, Opel, Peugeot, Porsche, Renault, Rotax, Ssangeyong, Toyota, Vauxhall, Volvo.

Pentru noile motoare V6 si V8 produse de Mercedes-Benz, care dispun de foarte putin spatiu in chiulasa pentru montarea bujiilor, Bosch a dezvoltat niste bujii speciale, cu filet de 12mm si lungime 26.5mm. Aceste bujii au electrozii acoperiti cu platina prin tehnologie laser, atingand o durata de viata de ~100 000Km. Motoarele produse de Mercedes-Benz sunt echipate in proportie de 75% cu bujii Bosch.

APRINDERE DUBLA:

Aprindere dubla - doua bujii pe cilindru, care garanteaza o aprindere sigura a amestecului combustibil-aer. Aprinderea dubla reduce lungimea frontului de flacara din cilindru si astfel se imbunatateste eficacitatea-caci compresia poate fi ridicata fara sa apara pericolul bataii. Alfa Romeo si Mercedes-Benz folosesc, in zilele noastre, cate doua bujii pe cilindru, ceea ce italienii numesc "Twin Spark"

BUJIE INCANDESCENTA:

Bujie incandescenta - element cu rol de incalzire a camerei de ardere pentru motoarele cu aprindere prin compresie (diesel).Bujia incandescenta se afla de obicei in chiulasa, in capul pistonului.Constructiv, bujia incandescenta este format dintr-un electrod cu rol de filament electric care la trecerea unui curent electric se incalzeste.

Modul de funcionare al bujiilor incandescente (de pre-nclzire)

INCLUDEPICTURE "http://www.e-automobile.ro/media/com_mobirate/images/star_inactive_big.png" \* MERGEFORMATINET

INCLUDEPICTURE "http://www.e-automobile.ro/media/com_mobirate/images/star_inactive_big.png" \* MERGEFORMATINET

INCLUDEPICTURE "http://www.e-automobile.ro/media/com_mobirate/images/star_inactive_big.png" \* MERGEFORMATINET

INCLUDEPICTURE "http://www.e-automobile.ro/media/com_mobirate/images/star_inactive_big.png" \* MERGEFORMATINET

HYPERLINK "http://www.e-automobile.ro/component/mobirate/list/52-bujie-incandescenta.html?Itemid=132&return=aHR0cDovL3d3dy5lLWF1dG9tb2JpbGUucm8vY2F0ZWdvcmllLW1vdG9yLzE5LWRpZXNlbC81Mi1idWppZS1pbmNhbmRlc2NlbnRhLmh0bWw=" (0) Auto-aprinderea amestecului aer-combustibil a unui motor diesel necesit temperaturi mari n cilindru la sfritul comprimrii. Dac motorul este rece pornirea devine dificil. Frecrile interne mari, pierderea de compresie sunt mai pronunate la temperaturi sczute. Din aceste motive motoarele diesel au nevoie de sisteme auxiliare de nclzire a amestecului aer-combustibil pentru pornirea la rece.

Foto: Poziia bujiei incandescente n chiulas i camera de ardereSursa: Bosch

Asistarea pornirii la rece a unui motor diesel se face cu ajutorul unei bujii de pre-nclzire numit i bujie incandescent. La temperaturi sczute bujia este alimentat cu curent electric i degaj cldur n cilindru pentru a facilita pornirea motorului.

Foto: Bujie de pre-nclzire (incandescent) pentru motoarele diesel de automobileSursa: Beru

Aceste bujii sunt capabile s ating temperaturi foarte nalte ntr-un timp relativ scurt, 850 C n aproximativ 4 secunde. Bujiile sunt alimentate de la bateria automobilului i convertesc energia electric n energie termic prin intermediul unei rezistene electrice.

Foto: Componentele unei bujii de pre-nclzire (incandescent)Sursa: Bosch

1. terminal (conector) electric (se conecteaz cu modulul de control al bujiilor)

2. aib de izolare

3. element de etanare

4. electrod

5. carcas

6. izolator termic

7. rezistene de nclzire

8. tub de incandescen

9. pulbere de oxid de magneziu

Rezistena electric(7) este compus din dou rezistoare legate n serie cu caracteristici diferite. Rezistorul din capul tubului incandescent este proiectat astfel nct s se nclzeasc foarte repede i s concentreze o mare parte din energia termic degajat.Tubul incandescent(8) trebuie s fie rezistent la coroziune ct i la temperaturile extreme din camera de ardere.

Foto: Etapele activrii bujiilor de pre-nclzire (incandescente)Sursa: Beru

Controlul bujiilor de pre-nclzire (incandescente)

Activarea i dezactivarea bujiilor de pre-nclzire se face indirect de ctre calculatorul de injecie. Acesta comunic, de obicei prin protocolul CAN, cu unitatea de control a bujiilor incandescente (GPCM) care, prin intermediul unui releu, deschide sau nchide circuitul de alimentare al bujiilor.

Foto: Sistemul de control al bujiilor de pre-nclzire (incandescente)Sursa: e-automobile.ro (PCM/ECM Continental,GPCU Ford, bujii Beru)

Sistemul de control al bujiilor, ca urmare a informaiei primite de la calculatorul de injecie, comand activarea acestora n dou faze distincte:

pornirea motorului: n acest faz bujiile sunt nclzite rapid pentru a asigura aprinderea amestecului aer-combustibil

funcionare la rece: este faza ce urmeaz imediat dup pornire i presupune utilizarea n continuare a bujiilor pentru a reduce zgomotul i emisiile de fum ale motorului

Durata fazei de funcionare la rece, n care bujiile incandescente rmn activate, depinde de temperatura motorului i poate ajunge i pn la 180 secunde.

Diagnosticarea sistemului de pre-nclzire

n cazul n care apare un defect cu sistemul de pre-nclzire (bujii, conectori electrici, cablaj, modul de control, calculator de injecie) motorul prezint urmtoarele simptome:

la rece pornete foarte greu sau nu pornete deloc

scoate fum negru-albastru

se aprinde martorul din bord pentru defecte legate de fiabilitatea motorului

BOBINA INDUCTIE

Bobina de inductie este un transformator de curent, care transforma curentul de joasa tensiune de 6V sau 12V in curent de inalta tensiune, de 15.000 20.000V.

Bobina de inductie este constituita dintr-o infasurare primara, formata din 200 - 300 de spire din sarma de cupru izolata, de circa 1mm grosime, infasurate pe un miez de fier moale; si o infasurare secundara care are 15.000 20.000 de spire, facute dintr-o sarma de cupru izolata foarte subtire (0,1 mm grosime). Aceste infasurari sunt protejate de un invelis de tabla in interiorul caruia se afla fixat, printr-o masa izolata, capacul de protectie, facut dintr-un material izolant(bachelita). Capetele infasurarii primare sunt legate la cele doua borne, fixate in capac. Infasurarea secundara are unul dintre capete legat la un capat al infasurarii primare, iar celalalt capat este legat la borna fisei centrale a capacului izolat al bobinei de inductie.

Functionarea:

Functionarea bobinei de inductie se bazeaza pe fenomenul inductiei electromagnetice, potrivit caruia, prin intreruperea curentului de joasa tensiune din infasurarea primara, ia nastere in infasurarea secundara un curent de inalta tensiune. Acest fenomen se explica prin variatia campului magnetic, creat de infasurarea primara, care scade de la valoarea de regim la 0 si ale carei linii de camp magnetic (de forta) intretaie spirele infasurarii secundare. Valoarea pana la care creste curentul in infasurarea primara si deci, tensiunea in infasurarea secundara, depind de intervalul de timp in care contactele stau inchise. Cand turatia motorului este mai redusa, acest interval este mai mare si deci, curentul va creste mai mult decat in cazul turatiilor mari, cand intervalul de timp este redus. Daca rezistenta electrica a circuitului este mica, la turatii mici ale motorului, curentul creste mult si are loc supraincalzirea bobinei datorita efectului Joule. Introducand in circuitul infasurarii primare intre borne o rezistenta suplimentara (variator), a carui marime variaza cu temperatura, se va evita supraincalzirea bobinei. La aceasta rezistenta, rezistenta sa electrica creste odata cu temperatura care, la randul ei este in functie de intensitatea curentului ce o parcurge. De aceea, pentru a se obtine scantei mai puternice la pornire, cand motorul este rece, se intrebuinteaza bobine cu variator. Variatorul se monteaza cu infasurarea primara a bobinei de inductie si are rolul de a mari intensitatea curentului produs de bobina la pornire si la turatii mici ale motorului.

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

213

_1249293760.bin

_1249294072.bin

_1249294241.bin

_1249294432.bin

_1249294486.bin

_1249294320.bin

_1249294136.bin

_1249293938.bin

_1249294016.bin

_1249293848.bin

_1249293619.bin

_1249293691.bin

_1249291833.bin

_1249293302.bin