Nichel, platină, iridiu? Cum se deosebesc bujiile

Avantajele electrozilor multipli

Bujiile cu doi, trei sau patru electrozi au o durată de viață mai lungă, dar nu îmbunătățesc performanțele.

În multe vehicule sunt montate bujii cu scâneie, cu mai mulți electrozi de masă – de exemplu, trei. Principalul motiv pentru utilizarea mai multor electrozi de masă este prelungirea duratei lor de viață. Deoarece scânteia de aprindere sare doar pe un singur electrod odată, niciodată pe mai mulți simultan, durata de viață a bujiilor poate fi crescută simplu și eficient prin utilizarea mai multor electrozi. Bujiile cu electrozi multipli din nichel oferă o durată de viață de două până la trei ori mai mare decât cea a bujiilor cu un singur electrod, fără a crește performanța. Prin urmare, pentru multe aplicații de pe piața pieselor de schimb, acestea reprezintă o soluție viabilă din punct de vedere economic. Trei electrozi din nichel sunt mai ieftini decât o soluție cu iridiu sau platină și sunt mai ușor de fabricat.

Nu sunt potrivite pentru motoarele moderne

Cu toate acestea, electrozii multipli pun proiectanții de motoare în fața unor noi provocări: în cazul bujiilor cu trei electrozi de masă, nu se poate prevedea cu exactitate către care dintre cei trei va sări scânteia. Prin urmare, punctul de aprindere variază ușor. Poziția exactă a punctului de aprindere nu poate fi definită clar, ceea ce îngreunează optimizarea precisă a combustiei. Din acest motiv, modelele cu electrozi multipli sunt considerate în prezent depășite. Pentru vehiculele moderne care trebuie să îndeplinească cerințe stricte privind emisiile și performanța, bujiile cu mai mulți electrozi sunt nepotrivite din cauza sincronizării imprecise a aprinderii. Prin urmare, toate motoarele moderne utilizează aliaje de platină sau iridiu pentru a îndeplini cerințele unei durate lungi de viață.

Electrozi de platină sau iridiu?

Bujii din platină sunt semnificativ mai durabile. Ele reprezintă un compromis între varianta economică (nichel) și cea de înaltă performanță (iridiu).

Un pas mai sus față de bujiile simple cu electrozi de nichel se află cele cu un chip de platină: pentru a le prelungi durata de viață, un mic chip de platină este sudat pe electrodul de nichel, care absoarbe cea mai mare parte a eroziunii cauzate de descărcările de scântei. Acest design protejează electrodul de uzura mecanică și termică și asigură o performanță de aprindere constantă pe o perioadă mai lungă.

Bujiile cu electrod de masă cu cip de platină sunt întotdeauna combinate cu un electrod central din platină sau iridiu. Această combinație de materiale asigură o aprindere stabilă chiar și în condiții de funcționare solicitante. Din perspectiva performanței de aprindere, aceasta este o soluție semnificativ mai bună decât un electrod multiplu convențional din nichel. Cipul de platină oferă o ghidare optimizată a scânteii și reduce uzura electrodului de masă – un avantaj care se amortizează în special la intervale de service mai lungi.

Iridium Super Ignition

Bujiile cu iridiu au electrozi centrali și de masă extrem de fini. Acest lucru permite obținerea unor scântei puternice în orice condiții.

Pentru aplicații cu cele mai înalte cerințe de performanță la aprindere, DENSO a dezvoltat tehnologia bujiilor super-aprindere. Aceasta utilizează un electrod central din iridiu extrem de fin, cu un diametru de numai 0,4 mm. Pe electrodul de masă se află un ac de formă precisă, realizat din iridiu sau platină, cu un diametru cuprins între 0,7 și 1,0 mm, creând o aprindere punct-la-punct. Avantajul constă în masa redusă pe care bobina de aprindere trebuie să o încarce: scânteia traversează doar o zonă foarte mică, ceea ce înseamnă că chiar și cantități mici de energie sunt suficiente pentru a genera o aprindere fiabilă. În plus, electrodul de masă foarte fin permite o reducere unică a efectului de stingere și asigură o creștere neîngrădită a flăcării. Acest lucru îmbunătățește stabilitatea aprinderii, în special la pornirea la rece sau sub sarcină mare.

Această combinație dintre un electrod central fin și structura în formă de ac a electrodului de masă este o caracteristică cheie a bujiei Iridium TT de la DENSO, care a fost dezvoltată special pentru piața pieselor de schimb. Aceasta combină tehnologia OE cu o compatibilitate largă cu vehiculele și este disponibilă pentru numeroase modele.

Verificarea distanței dintre electrozi nu mai este necesară

Un alt efect secundar pozitiv se referă la distanța dintre electrozi. În cazul bujiilor convenționale din nichel, era o practică obișnuită verificarea cu precizie a distanței dintre electrodul central și cel de masă înainte de montare și, dacă era necesar, reglarea acesteia cu ajutorul unui calibru de grosime – adesea cu o precizie de o zecime de milimetru. Această reglare era esențială pentru o aprindere stabilă, în special la vehiculele mai vechi.

Bujiile moderne cu iridiu, precum DENSO Iridium TT, sunt semnificativ mai tolerante în această privință. Densitatea energetică ridicată a bobinei de aprindere este suficientă pentru a asigura o scânteie fiabilă chiar și cu distanțe ușor variabile, simplificând instalarea și reducând riscul de erori. În plus, producătorul nu recomandă reglarea distanțelor la aceste bujii cu iridiu, deoarece acest lucru poate deteriora electrozii delicați.

Comparație între materiale

Testele de laborator relevă rate variabile de propagare a frontului de flacără în condiții altfel identice.

Amplasarea electrozilor bujiei direct în camera de ardere îi expune la solicitări termice și mecanice extreme. Temperaturile ridicate, vârfurile de presiune și ciclurile rapide de funcționare necesită materiale care să funcționeze fiabil pe parcursul a milioane de cicluri de ardere – până la 180.000 de kilometri pentru anumite tipuri de bujii.

Strategie de materiale gradată

Nichelul este materialul standard dovedit, cu un diametru tipic al electrodului de 2,5 mm. Acesta oferă o performanță solidă de aprindere și este rentabil, dar limitele sale sunt atinse odată cu creșterea cerințelor termice.

Platină se caracterizează prin rezistență la temperaturi ridicate și rezistență la oxidare. Un vârf de platină sudat permite reducerea diametrului electrodului la aproximativ 1,1 mm și prelungește semnificativ durata de viață a acestuia în comparație cu nichelul. Soluțiile cu platină au fost deosebit de răspândite în anii 1980 și 1990, dar au fost înlocuite din ce în ce mai mult de soluțiile cu iridiu. Iridiul este cel mai dur și mai rezistent la temperaturi material folosit vreodată în bujii.

DENSO utilizează un aliaj brevetat de iridiu-rodiu care oferă o rezistență la oxidare comparabilă cu cea a platinei. Datorită tehnologiilor inovatoare de fabricație, inclusiv unui proces de sudare cu laser la 360°, se pot produce electrozi centrali cu diametre de doar 0,7 mm, 0,55 mm sau chiar 0,4 mm. Aceste geometrii fine ale electrozilor permit o aprindere precisă, cu un consum redus de energie. În același timp, propagarea flăcării este mai puțin obstrucționată, iar disiparea căldurii din flacăra pilot este minimizată, reducând așa-numitul efect de stingere și îmbunătățind eficiența combustiei.

Un alt avantaj: metalele prețioase utilizate au o rezistență electrică foarte scăzută, care rămâne constantă chiar și în condiții de funcționare dificile. Acest lucru asigură că bobina de aprindere poate genera în mod fiabil o scânteie puternică pe întreaga durată de viață a bujiei, chiar și în condiții de sarcină mare a motorului și condiții de conducere solicitante.