Aeromodelism:despre bujii-I
Scris de Radu Zaharia
Foarte curand dupa cel de al Doilea Razboi Mondial, Ed Chamberlin folosea un
nou amestec de combustibil (altul decat benzina) pentru motoarele cu aprindere prin
scanteie. Spre surpriza lui, a constatat ca in cazul in care bujia nu mai primea tensiune
pentru a da scanteie, motorul functiona in continuare fara a se opri. Concluzia lui a fost ca
ceva din constructia bujiei cu scanteie ramanea fierbinte de la un ciclu la altul, ducand la
aprindera amestecului si la functionarea continua a motorului. El a inlocuit bujia cu
scanteie cu o alta facuta de el, ce avea un element din aliaj crom-nikel, care se incalzea la
strabaterea acestuia de catre un curent electric. In standul de test, dand la pala, a avut
surpriza ca motorul sa porneasca foarte repede si sa functioneze corect, constant, dupa
indepartarea sursei de tensiune. Acesta sa fi fost momentul cand aeromodelistii au scapat
de greutatile suplimentare date de magnetouri, ruptoare-distribuitoare, baterii la bord si
alte accesorii necesare funtionarii motorului? Se pare ca fenomenul a intarziat, marea
inventie intrand in productie de masa prin anii 70.
Invatand putin despre bujii incandescente folosite in modelism, ne ajuta sa facem
alegerea corecta pentru motoarele noastre si pentru a obtine performanta maxima a
motorului. Bine-nteles ca manualul motorului trebuie sa faca recomandarile corecte
pentru tipul de bujie necesar si aceste recomandari trebuie sa fie prima optiune pentru
selectia bujiei.
Bujia incandescenta este folosita pentru aprinderea amestecului in motoarele
de modelism. Aprinderea se realizeaza de regula de catre un filament din aliaj cu
platina, facut sa reziste la temperature mari, vibratii si stress datorat presiunii din
camera de ardere. Cand un curent electric strabate filamentul de platina, sau cand
acesta este expus la temperaturile mari din camera de ardere, se infierbanta,
realizand astfel aprinderea amestecului. Intre doua aprinderi ale motorului, bujia
ramane fierbinte odata datorita inertiei termice a filamentului iar pe de alta parte
datorita reactiei catalitice dintre methanol si platina. Acestea pastreaza filamentul
fierbinte, permitand ca la noul ciclu efectuat, aprinderea sa aibe loc datorita
temperaturii filamentului. Bujia este alimentata la tensiuni intre 1.2 si 2V, cu un
consum de aproximativ 3-4A.
Bujii Cox
Un motor folosit in aeromodelism foloseste drept combustibil, un amestec special
de ulei, nitrometan si alcool metilic. Alcoolul metilic nu este folosit in alimentatie, ca
urmare, ingerarea (inghitirea) acestuia poate duce la orbire definitiva sau chiar
deces!!!
In timp ce uleiul este prezent pentru ungerea motorului, amestecul de nitrometan
si methanol fac motorul sa functioneze. Si ca orice motor cu combustie interna, acest
amestec necesita o sursa de aprindere. O bujie incandescenta ramane fierbinte in
permanenta, in comparatie cu o bujie cu scanteie care functioneaza intermitent; aceasta
incandescenta continua, aprinde amestecul in camera de ardere a motorului, obtinandu-se
o temperature extreme de mare, temperature ce, la randul ei pastreaza fierbinte bujia
incandescenta intre cicli. Aceasta parte ce sta fierbinte la o bujie incandescenta se
numeste filament (partea spiralata de la interiorul bujiei)
In comparatie cu o bujie cu scanteie, care necesita in permanenta alimentare electrica, de
la bobina de inductie, pentru a produce in mod repetat scanteia, bujia incandescenta
necesita doar alimentare electrica initiala de la o sursa de curent. Aceasta sursa de obicei,
trebuie sa genereze 1.5V, incalzind astfel filamentul bujiei la rosu incandescent
(815grdC) si odata motorul pornit, alimentarea electrica poate fi indepartata.
Folosirea unui dispozitiv de alimentare a bujiei incandescente este foarte simplu,
acesta conectandu-se la bujie, iar dupa pornirea motorului, acesta indepartandu-se pur si
simplu, dupa ce motorul a obtinut temperature de functionare.
Tehnologia bujiilor scapa multora dintre noi. Sigur, cu totii stim ca motorul nostru
trebuie sa porneasca si sa functioneze, dar dincolo de acestea nu stim prea mult. Bujia
este de fapt un element critic in tabloul performantelor motorului.
Motoarele 2T cu bujii incandescente au in general un raport mic de compresie
(7:1-9:1) in cazul celor cu methanol. Temperatura de aprindere a metanoului (385grdC)
nu poate fi atinsa doar prin comprimarea amestecului si deci este nevoie de ceva
suplimentar pentru ca temperature sa poata fi atinsa. (temperatura teoretica maxima ce
poate fi atinsa ar putea fi de 367grdC in cazul 7:1, 402grdC in cazul 8:1 si respectiv
435grdC in cazul 9:1, dar acestea nu se pot atinge datorita pierderilor de compresie
datorate etansarii, transferului de caldura de la cilindru la chiulasa, etc). De aici intra in
rol bujia incandescenta.
Tipuri de bujii:
Exista cateva tipuri de bujii incandescente pentru motoarele de modelism si
fiecare din ele se alege in functie de motor (de exemplu motor de avion sau elicopter,
capacitate, daca este in 2 sau 4 timpi, etc).
O diferenta fundamentala intre bujii este temperature bujiei, asa incat bujiile pot fi
proiectate sa functioneze reci sau calde (este o caracterizare sugestiva).
O alta diferenta pe care o putem observa la aceste bujii, este ca unele au “bara” iar altele
nu (iddle bar). Aceasta (bara) este prezenta doar la motoarele cu carburator RC.
Bujie cu bara
Aceasta este o mica bara asezata transversal, la finalul filamentului si are rolul de
a-l proteja pentru a nu fi racit brusc de catre combustibil, in special in regimul de relanti
al motorului (practice, amestecul de combustibil loveste bara si este imprastiat, pulverizat
in jurul filamentului, in loc sa il ude direct si sa il raceasca). In conditii de relanti pe
durate lungi, temperatura in camera de ardere scade semnificativ si filamentul bujiei nu
mai este asa de fierbinte. Amestecul de combustibil loveste filamentul facand ca acesta sa
se raceasca si mai tare. Cand se deschide carburatorul, in vederea cresterii turatiei
motorului, motorul se poate “balbai” sau chiar opri din aceasta cauza, deoarece filamentul
nu mai e destul de fierbinte pentru a aprinde amestecul aer/combustibil, dintr-o data prea
mare. Bara descrisa mai sus previne acest fenomen, ferind racirea exagerata a
filamentului bujiei noastre.
Bujiile cu bara nu sunt recomandate motoarelor mai mici de 3.5cc (in fapt, unii
producatori afirma ca bara nu este necesara la nici o bujie, daca bujia este aleasa corect).
Bara la bujii a aparut datorita problemelor din timpul regimului de tranzitie (de la relanty
la maxim). Cand carburatorul se dechide de la relanty, cantitatea de amestec (aercombustibil)
creste si raceste brusc filamentul, astfel, temperature prea joasa ducand la
imposibilitaea continuarii ciclului de aprindere iar motorul se opreste sau face flame-out.
Pentru a preveni acest fenomen, s-a adaugat aceasta bara care functioneaza ca un scut
fizic, menit sa protejeze filamentul de inundari directe cu amestec proaspat.
O bujie cu bara nu duce la marirea turatie maxime (uneori chiar o scade in
anumite situatii) dar poate imbunatati relanty-ul motoarelor prin simplul fapt ca pastreaza
filamentul mai fierbinte pentru a aprinde combustibilul. Daca veti probleme in timpul
tranzitiei, poate ar fi bine sa incercati o bujie cu acest fel de bara. Unii modelisti folosesc
bujii cu bara doar in sezoanele reci. (toate aceste afirmatii pornesc de la premiza ca
relanty-ul motorului este reglat corect). Deasemenea, in cazul unor motoare (in special
cele fara carburator RC), bara de pe bujie poate duce la preaprinderi, datorate portiunilor
fierbinti de pe muchiile acesteia.
Bujii scurte si bujii lungi:
O alta clasificare importanta a bujiilor consta in impartirea acestora in bujii scurte
si bujii lungi. Referirea de “lung” si “scurt” se face la partea filetata a bujiei care se
insurubeaza in chiulasa. Ca urmare, bujiiloe scurte se folosesc la motoarele mici, unde
chiulasa are o grosime mai mica si deci numarul de ganguri din filet este mai mic. Invers,
pentru motoarele mari, chiulasele mai groase confera avantajul folositii unui numar de
ganguri mai mari pe filet, ceea ce duce la o rezistenta mai mare a filetului, uzura
prematura data de montarea si demontarea bujiei fiind astfel intarziata (deasemenea,
numarul mare de ganguri confera o etansare superioara comparat cu cazul bujiilor scurte).
In cazul folosirii bujiilor lungi, la motoarele mici, exista riscul ca pistonul sa loveasca in
miscarea sa corpul bujiei, intrata prea adanc in camera de ardere (in special in trecut,
cand pistoanele aveau o arhitectura mai evoluata cu bulb emisferic si deflector de gaze pe
capul pistonului). In cazul motoarelor moderne cu piston cu capul plat si camera de
ardere din chiulasa emisferica, bujia lunga (chiar daca nu ajunge sa atinga pistonul la
punctul mort al acestuia) poate sa ocupe un loc suplimentar in arhitectura camerei de
ardere, ducand astfel la cresterea raportului de compresie si ca urmare la pre-aprinderi. La
capatul celalalt al exemplului, daca se foloseste o bujie scurta in cazul motoarelor care
permit bujii lungi, atunci raportul de compresie este mai scazut, volumul pus la dispozitie
pentru bujie nefiind ocupat tot si ca urmare ducand la pierdere de putere. In caz ca nu
dispunem de manual (nu suntem in posesia cartii motorului, nu exista detalii pe net, etc)
aceasta se poate verifica demontand chiulasa si verificand cu o bujie, cat ocupa din
portiunea dedicata infiletarii in chiulasa, optim fiind ca arhitectura camerei de ardere sa
aibe continuitate pe emisfera, fara intreruperi datorate de bujie care poate fi mai scurta
sau mai lunga (partea inferioara a bujiei sa fie la acelasi nivel cu partea superioara a
camerei de ardere). Daca se foloseste o bujie cu bara, nu este voie ca mai mult decat bara
sa patrunda in arhitectura camerei de ardere.
Trebuie avut in vedere ca datorita numarului mic de ganguri de filet, in cazul
bujiilor scurte, infiletarea defectuoasa poate duce la distrugerea sau uzura premature a
filetului din chiulasa si deci necesita o atentie mai mare la montare-demontare
(insurubarea se face cu mana libera, nu cu cheia, pana cand bujia se aseaza pe
garnitura….abea dupa aceia, bujia se strange cu cheia). (de regula bujiile scurte se
folosesc pentru motoare cu capacitate de la 2.5cc in jos).
Ce este o bujie turbo?
Bujiile sunt deasemenea disponibile in doua configuratii: standard si turbo.
Majoritatea motoarelor se fabrica pentru bujiile standard. Caracteristica bujiei standard
este portiunea cilindrica filetata (filetul este W 1/4 cu 32 de ganguri per inch) ce se
insurubeaza in chiulasa. Acest tip de bujie necesita o garnitura metalica pentru etansarea
in conditii de inalta presiune.
Bujiile turbo difera de cele standard prin forma si dimensiunea corpului. Filetul
difera de cel de la bujia standard iar etansarea se face pe o conicitate ce calca in chiulasa
pe o forma conica pereche, eliminand astfel garnitura metalica de etansare de inalta
presiune (la folosirea acestei garnituri in cazul bujiilor standard, poate exista riscul
neetansarii). Orificiul ce comunica cu interiorul camerei de ardere este mai mic decat la
bujiile standard si deasemenea muchiile date de piesa infiletata sunt mai mici, mai putin
proeminente. Un alt avantaj al bujiei turbo ar mai fi ca ea mereu se plaseaza in pozitia
optima fata de camera de ardere, fara a intra prea adanc sau insuficient.
-Va urma-
Categorie:: Lectia de zbor
