Buji cihazı

Benzinli içten yanmalı motorlarda, hava-yakıt karışımını ateşlemek için bujiler kullanılır. Motorun her döngüsünde bujilerin elektrotları arasında binlerce voltluk bir elektrik deşarjı meydana gelir ve belirli zamanlarda silindirin içindeki yakıt-hava karışımını tutuşturur.

İlk kez, bu güne kadar bildiğimiz gibi, bir buji, 1902'de bilim adamı Robert Bosch tarafından, isimsiz şirketinin atölyesinde tasarlanan yüksek voltajlı bir manyeto ile güçlendirilecek şekilde geliştirildi. O andan itibaren, bujiler içten yanmalı motorlarda yaygın olarak kullanılmaya başlandı ve buji cihazı hala yapısal olarak değiştirilmedi, sadece içinde kullanılan malzemeler gelişti.

Temel olarak, buji şu ana unsurları içerir: metal bir gövde, bir yalıtkan ve bir merkezi iletken. Bazı mumlar ayrıca merkezi elektrot ve kontak terminali arasında yerleşik bir direnç içerir. Her durumda, değiştirilmiş üç eleman herhangi bir bujinin temelidir.

Mumun üstünde, ateşleme sisteminin yüksek voltaj kablolarının veya ayrı bir yüksek voltaj bobininin bağlandığı bir kontak terminali bulunur. Tasarımlar değişebilir, ancak daha sıklıkla bir geçmeli temas mumun üzerine sabitlenir veya bir somun ile sabitlenir. Tipik olarak, merkezi iletkenin kontak çıkışına çıkışı evrenseldir: geçmeli kontak diş üzerine monte edilir ve gerekirse kolayca sökülür.

Mum izolatörü genellikle ısı direnci 1000 ° C'ye ulaşan alüminyum oksit seramikten yapılır ve arıza voltajı en az 60 kV'dir. Belirli bir mumun termal işaretini belirleyen, yalıtkanın bileşimi ve boyutlarıdır. En önemlisi, elektrotla doğrudan temas halinde olan yalıtkanın üst kısmıdır, bu mumun ne kadar iyi çalışacağını belirler.

İzolatörün kenarlarında, yüzeydeki elektrik bozulmasını karmaşıklaştırmak için mevcut kaburgaların yolunu uzatarak yapılmıştır. Bu çözüm, yalıtkanın uzatılmasına eşdeğerdir. Yüksek voltajlı bir bujinin yapımında seramik kullanma fikri Alman mühendis Gottlob Honold'a aittir.

Mum gövdesinin temeli, mumu silindir kapağındaki diş üzerine monte etmeye ve sabitlemeye ve ayrıca hem izolatörden hem de elektrotlardan ısıyı gidermeye yarayan “etek” olarak adlandırılır. Etek, mumun yan elektrotu ile aracın elektrik sisteminin "kütlesi" arasında bir elektrik akımı iletir. Yanıcı gazların yanma odasından dışarıya doğru kırılmasına karşı korumak için eteğin üzerine bir conta takılmıştır.

Mumun yan elektrotu, manganez ve nikel ile alaşımlı çelikten yapılmıştır. Direnç kaynağı ile mumun gövdesine kaynak yapılır. Bu elektrot, içten yanmalı motorun çalışması sırasında her zaman çok sıcaktır, bu da kızdırma ateşlemesine yol açabilir. Bazı mumların birkaç yan elektrotu vardır.

Bu elektrotların dayanıklılığı, platin gibi asil metallerin bir kaplaması ile kaplanırsa verilebilir - bu şekilde 100.000 kilometre dayanabilen daha pahalı mumlar yapılır, çünkü bazen faydalıdır, çünkü bir mumun değiştirilmesi V şeklindeki motorlarda çok zaman alan bir işlemdir.

Mum gövdesinin kendisi de bir yan elektrodun rolünü oynayabilir; 1999'dan beri bu tür mumlar piyasada plazma ön prizör bujileri adı altında ortaya çıkmıştır. Özel bir ısıya dayanıklı küresel başlık ile donatılmıştır.

Bu tür mumlardaki kıvılcım aralığı daireseldir ve elektrik deşarjı burada dairesel bir yolda hareket eder ve hava-gaz karışımının birincil ateşlemesi, ön çerçevede gerçekleşir. Bu çözüm, mumların ömrünün uzamasını sağlayan sürekli üflendikleri için elektrotların kendi kendini temizlemesini sağlar. Ön prham mumlarının ne kadar etkili olduğu hala tartışmalıdır.

Bujinin çekirdeği merkezi elektrottur. Dirençli bir cam dolgu macunu ile ürünün temas terminaline bağlanır. Bu, ateşleme sisteminin çalışmasından kaynaklanan radyo parazitini azaltmak için gereklidir. Merkezi elektrot, krom ve bakır ilavesiyle demir-nikel alaşımlarından yapılmış bir uçla donatılmıştır. İtriyum püskürtülebilir, bazen platin lehimleme de meydana gelebilir veya elektrot rafine edilebilir ve tamamen iridyumdan yapılabilir.

Bujinin merkezi elektrotu prensip olarak en sıcak kısmıdır. Buna ek olarak, katotta olduğu gibi üzerinde kolayca bir kıvılcım oluşması için uygun elektron emisyon seviyesini sağlamalıdır.

Elektrik alanı elektrotun kenarlarında maksimum bir yoğunluğa sahip olduğundan, tam olarak merkezi elektrotun keskin kenarı ile yan elektrodun kenarı arasında bir kıvılcım oluşur, bu nedenle bu yerlerde elektrik erozyonunun en büyük etkisi gözlenir.

Eski günlerde, sürücülerin zaman zaman mum alması ve elektrotlardan erozyon izlerini temizlemesi alışılmış bir durumdu. Şimdi uçlarda kullanılan alaşımlar, elektrotlara daha uzun bir hizmet ömrü sağlayan sorunun (platin, itriyum, iridyum) önlenmesine yardımcı olur.

Mahfazanın yan elektrodu ile mumun merkezi elektrodu arasındaki mesafe kıvılcım için bir boşluk oluşturur. Boşluğun boyutu, basınçlı hava-benzin karışımındaki bir boşluğu kırma kabiliyeti ile arıza sırasında meydana gelen plazma hacmi arasında bir uzlaşmadır. Boşluk ne kadar genişse - kıvılcım ne kadar büyük olursa, yakıt karışımının tutuşma olasılığı o kadar yüksek olur, yakıt kalitesi gereksinimleri o kadar düşük olur.

Ancak çok fazla boşluk, kaydırıcıda, kablolarda ve otomobilin diğer kısımlarında bozulmaya yol açabilir. Bir kıvılcımın kırılması için daha geniş bir boşluk daha zordur ve yalıtımdan sızma eğilimi gösterecektir.

Daha büyük boşluk normal kıvılcımlanma için daha fazla voltaj gerektirir. Bununla birlikte, ateşleme sistemi sabit bir voltaj değerine sahiptir, ancak bujideki boşluk prensip olarak değiştirilebilir. Dahası, elektrotlar ne kadar keskin olursa, yüksek voltajın boşluktan kopması o kadar kolay olur. Ancak yakıt karışımındaki basınç ne kadar yüksek olursa, boşluktan kurtulmak o kadar zor olur. Burada da bir uzlaşma gerekiyor.

Bujilerin açıklığı bir kez ayarlanan sabit bir değer değildir. Motorun belirli geçerli çalışma moduna ayarlanmalıdır. Bir aracı sıvılaştırılmış ve sıkıştırılmış gaza dönüştürürken, hava gazı karışımından daha yüksek bir arıza voltajı nedeniyle kıvılcım aralığı azalır.