- Ce trebuie sa stim despre bujii

Denumirea este preluata din limba franceza - inseamna lumanare. Primele motoare cu explozie functionau cu gaz de iluminat si erau in trei timpi: admisie-ardere-evacuare. In principiu la jumatatea cursei de admisie era deschisa o fereastra laterala in peretele cilindrului prin care amestecul era aprins de la o lumanare veritabila. Acele motoare lucrau fara compresie iar randamentul lor era scazut, insa numele de lumanare sa transmis in continuare eclatorului(bujiei actuale).

 Bujia este un eclator, un dispozitiv intre electrozii caruia se produce scanteia care initiaza aprinderea apoi arderea amestecului aer benzina(comburantul). La inceputuri bujia era demontabila, pentru a putea fi curatata. Astazi partea metalica este bercluita peste suportul ceramic asigurand o etanseitate garantata chiar si la motoarele cele mai comprimate.
 Trebuie stiut faptul ca bujia este un element foarte important in buna functionare a unui motor, avand mai multe caracteristici. Alegerea ei corecta este determinanta in obtinerea performantelor motorului si nu trebuie neglijata.

Principalele caracteristici sunt:
- diametrul si lungimea filetului - cu cat dimensiunile sunt mai mici se poate ajunge mai repede la temperaturile optime de lucru;
- valoarea termica - este timpul masurat in secunde in care eclatorul ajunge la temperatura de autocuratire;
- distanta dintre electrozi, forma si numarul acestora - o scanteie mica nu are putere sa aprinda amestecul iar o scanteie prea lunga este posibil sa nu se produca;
- calitatea izolatorului - de a se mentine intr-o anumita plaja de temperatura;
- antiparazitarea - asigurata printr-o rezistenta interna.


Amplasarea bujiei. Apropierea supapei de admisie asigura un amestec mai bogat care faciliteaza aprinderea dar si o racire mai buna datorita vaporizarii benzinei. Zona calda din vecinatatea supapei de evacuare asigura o aprindere buna la un motor rece si o propagare a arderii. Astfel pozitionarea cea mai buna devine in chiulasa intre supape.

Regimul de lucru. La motoarele auto/moto, acest regim este dependent de multi factori foarte variabili . Ex: uzura motorului, viteza, sarcina, conditii atmosferice, stilul de conducere, starea drumului, dozare amestec, etc. La alt gen de motoare industriale, maritime sau in aviatie regimul de lucru este mult mai stabil. 
Astfel intalnim doi factori opusi:
- modul in care bujia primeste caldura
- modul in care bujia elimina caldura
In astfel de conditii trebuie mentinut un echilibru termic. Sunt piese in motor la care in acelasi timp pot avea diferente de de temperatura de peste 600⁰C (supape, piston, bujii). Spre exemplu centrul talerului de la supapa de evacuare poate ajunge la 800⁰C, in timp ce coada are doar 150⁰C. 
Deasemeni ceramica bujiei suporta doua ambiante diferite:
- partea interioara (50⁰C - 60⁰C la sfarsitul admisiei si 2000⁰C in timpul arderii)
- partea exterioara (5⁰C - 10⁰C pe timp de iarna)
Datorita timpului scurt(cateva miimi de secunda) in care au loc aceste variatii, inertia termica face ca bujia la interior sa nu fie nici la 60⁰C dar nici 2000⁰C neavand timp nici de incalzire si nici de racire. Astfel bujia va avea o temperatura medie dependenta de solicitarea de moment a motorului.
Temperatura corecta fiind intre 450⁰C pentru a se putea produce autocuratarea si 850⁰C pentru a inlatura o preaprindere.
La relanti varful electrodului si izolatorul abea atinge 200⁰C, mersul indelungat la acest regim produce ancrasarea bujiei.
Daca temperatura eclatorului ajunge sau depaseste 1000⁰C este posibil ca amestecul sa se aprinda si in timpul admisiei producand rateuri ritmice in carbutator.

Concluzie. Temperaturile eclatorului se pot impartii astfel:
- sub 250⁰C ancrasare cu ulei sub forma lichida - depuneri negru lucios
- la 250⁰C - 450⁰C ancrasare cu carbonizarea uleiului - depuneri negru mat
- la 450⁰C - 850⁰C functionare corecta cu autocuratire - caramiziu fara depuneri
- la 850⁰C - 1200⁰C incep preaprinderi - culoare foarte deschisa
- peste 1200⁰C incepe topirea electrozilor si a ceramici - apar deformari si perle mici lucioase.


Valoarea termica a bujiei. Este cea mai importanta caracteristica. Incalzirea izolatorului se produce ca urmare a suprafetei interioare mai mici sau mai mari. Racirea acestuia se face in principal prin armatura metalica si depinde de conductibilitatea termica a ceramicii, dar si prin vaporizarea benzinei cu care intra in contact, cu ventilatia interna a camerei de ardere in timpul incrucisarii supapelor, etc. 
Valoarea termica poate sa difere la acelasi motor si trebuie aleasa functie de:
- raportul de compresie(creste viteza si temperatura de ardere)
- turatia motorului la sarcina maxima(mai multe cicluri pe unitatea de timp)
- ciclu motor (2T sau 4T)
- sistem de racire (apa/aer)
- viteza de deplasare(creste sarcina)
- starea de uzura a motorului(ulei in exces)
- sarcina de moment a motorului(arderi intense)
- dozajul amestecului(amestecul bogat absoarbe multa caldura)
- umiditatea atmosferica(transfer de caldura catre exterior mai bun)
- temperatura ambianta(aerul este mai dens, amestecul devine sarac)
- stil de conducere.
In unele cazuri exista diferente de temperatura intre cilindrii aceluiasi motor, fiind necesare bujii cu valori termice diferite.

Motoarele au constructiv o cifra termica specifica fiecaruia. Astfel cele cu compresie scazuta si turatie mica au o valoare scazuta si au nevoie de bujii calde. Cele cu compresii marite si turatie mare sunt mai calde si au nevoie de bujii mai reci. Alegerea tipului corect de bujie ramane in final la utilizator.
In zilele noastre datorita evolutiei tehnologice plaja acoperita de bujii este mai elastica si acopera o zona mai larga de temperaturi, fiind mai putin pretentioase in comparatie cu cele produse in deceniile trecute.

Aspectul electrozilor. Numarul, forma si distanta dintre electrozi este diferita pentru a se obtine parametrii doriti. Electrodul de masa este cu cca 500⁰C mai rece decat cel central fiind in contact direct cu armatura metalica a bujiei. 
- Cel mai uzual aspect este cel cu un singur electrod de masa indoit peste cel central pentru a-l proteja de caldura si ulei, obtinandu-se o variatie de temperatura mai redusa si o diminuare a ancrasarii acestuia. Acest model faciliteaza reglarea rapida a distantei dintre electrozi, colecteaza uleiul protejand electrodul cental. Este recomandat la motoare mai uzate sau motoare ce au regim de lucru instabil(auto/moto).
- La bujiile cu 2, 3 sau 4 electrozi de masa, acestia sunt dispusi lateral absorbind caldura radiata de electrodul central. In acest caz distanta dintre electrozi este mai dificil de ajustat sau chiar imposibil. Totusi uzura electrozilor este intarziata de faptul ca scanteia apare aleator intre electrodul central si doar unul dintre cei laterali. De remarcat ca acest gen de bujii sunt mai bine acceptate de motoare cu regimuri stabile de lucru(aviatie, navale, etc).
- Distanta optima dintre electrozi este dependenta de tipul de aprindere utilizat, de turatie si de compresie. Astfel magnetoul produce o scanteie cu energie mai mica mai ales la pornire si relanti iar la o compresie marita scanteia trebuie sa strapunga un mediu mai dens care opune o rezistenta mai mare. Deasemeni la o turatie mare a motorului, timpul de armare a bobinei de inductie scade rezutand o scanteie cu energie scazuta incapabila sa produca aprinderea amestecului. Distantele uzuale sunt cuprinse inte 0.5 mm si 0,8 mm, dar mai sunt si exceptii(ex: aprinderea electronica cu descarcare capacitiva poate strapunge cu usurinta peste 1,2 mm la un motor comprimat).
- electrodul central trebuie sa aibe rezistenta la temperatura si la reactiile termochimice ce produc oxizi. Materialele utilizate sunt aliaje de argint, platina, iridium, crom si nichel.

Izolatorul. Trebuie sa aibe calitati dielectrice sporite, astfel un strat de 3,5 mm incalzit la 800⁰C trebuie sa reziste la minim 30 000V. Deasemeni la aceasta temperatura trebuie sa aibe rezistenta chimica la produsele ce ard in jurul sau. Mai trebuie sa aibe si o conductivitate termica, in plus o rezistenta mecanica buna . 
Sunt confectionati din materiale compozite prin sinterizare care contin 99% oxizi de aluminiu(Al2O3) - corundit, pyranit, sintercorund, sintox, etc.
Pe vremuri ceramica continea steatita care la 700⁰C scade rezistenta 500 000 ohmi. Materialele moderne sunt net superioare, astfel corindonul sinterizat are rezistenta de 21 000 000 de ohmi la aceeasi temperatura, adica de 42 de ori mai mare.
Suprafata ceramicii este lacuita pentru a impiedica depunerile din arderile ce au loc. Aceste depuneri sunt ionizate si produc scurgeri de tensiune ce conduc la disparitia scanteii.

Concluzie.
- Rezistenta mecanica marita. Rezistenta la socuri mecanice. Presiunea din camera de ardere variaza de la 0,1kgf/cm² la 60 kgf/cm² in cazul unei detonatii. Rezistenta la socuri termice si la dilatatiile electrodului central.
- Rezistenta termica. Temperaturi ce oxcileaza intre 50⁰C si 2500⁰C de mii de ori pe minut.
- Rezistenta dielectrica. Minim 30 000 V la 800⁰C.

Alegerea bujiilor. Se face in primul rand respectand dimensiunile si recomandarea producatorului, valoarea termica data in tabele la indicativele date de fabricantul de bujii. Totusi se pot gasi situatii in care acesta valuare trebuie corectata(stil conducere, marire compresie, motor uzat, etc). Aspectul (culoarea) bujiei indica daca valoarea ei este corect aleasa. Trebuie sa adaug ca aceasta culoare este determinata si de un reglaj corect al carburatiei.

Atentie! Aspectul biujiei trebuie verificat numai dupa un mers in sarcina de cca 10 km, mersul la relanti al motorului produce intotdeauna ancrasarea bujiei. Daca:
- Electrozii sunt curati, culoare metalica cenusie deschis cu izolatorul usor castaniu indica o bujie corect aleasa si o carburatie perfecta.
- Culoarea izolatorului alba indica un amestec prea sarac sau o valuare termica a bujiei prea mica(bujie calda).
- Culoarea neagra cu depozite pe izolator si pe partea metalica indica un amestec prea bogat sau o valuare termica prea mare(bujie rece).
- Electrozii negri si umezi insemna o ancrasare a bujiei(mers indelungat la relanti).
Verificarea scanteii in aer liber nu este corecta, aceasta poate sa nu apara la o presiune de 6-9 bari la relanti sau turatie maxima. 

Rezistenta antiparazitara. Este inclusa in partea ceramica la foarte multe bujii moderne. Valoarea ei este in jur de 5 000 - 6 000 ohmi. Unii producatori includ prezenta ei in indicativul bujiei. Spre ex: NGK BP7ES fara rezistor, devine NGK BPR7ES atunci cand contine aceasta rezistenta. De regula acest tip de bujie este insotita si de fisa prevazute cu fir de carbon sau fise rezistive cu valori de 4 000 - 10 000 de ohmi. Find adesea intalnite la sisteme de aprindere electronice(motoare alimentate prin injectie). Nu este indicata la alimentarea cu carburator deoarece este foarte sensibila la ancrasare.

Bujiile cu eclatori. Sunt bujii special fabricate in trecut pentru motoare uzate, astazi acestea nu se mai produc. Am facut referire la ele doar informativ. 
In principiu electrodul central este prevazut cu o intrerupere in partea superioara a ceramicii pe cca 3 - 5 mm. Acest lucru face ca producerea scanteii sa se produca mai brusc, efectul fiind acela ca scanteia se produce si la o bujie cu o usoara ancrasare. Este efectul cunoscut de "nasturii" intercalati pe fisele bujiilor pentru a preveni ancrasarea.

Aspectul bujiei - un mijloc de diagnosticare. O ardere optima, mentine peretii camerei de ardere, calota pistonului si bujia intr-o stare curata. De cele mai multe ori este suficent sa privim bujia, pentru a sti cat de bine functioneaza motorul.
Am sa prezint in cele ce urmeaza cateva imagini reprezentative:

1. Stare normală:

Asa trebuie sa arate o bujie cu ardere normala.

Culoare caramiziu(piele de caprioara), fara depuneri de nici un fel. Ea functioneaza intr-un interval termic corespunzator. Deasemeni alimentarea cu combustibil este corecta.

Pe partea opusa cu electrodul de masa, se poate observa pe izolatorul ceramic o banda verticala mai inchisa, formata inspre supapa de evacuare, ca urmare a unei spalari mai sarace a camerei de ardere de catre amestecul proaspat. Acesta nu este un defect si nu influenteaza functionarea motorului.

2. Stare uzata:

Uzura electrodului excesivă, amestecul aer/benzina este corect, motorul merge inca bine. Insa uzura electrozilor face sa creasca distanta dintre acestia, iar functionarea motorului incepe sa aibe dificultati. 

Distanta dintre electrozi marita poate produce rateuri în timpul accelerării, deasemeni și porniri greoaie. Motorul poate functiona aparent normal, insa bujia trebuie inlocuita. Deasemeni poate afecta negativ durata de viata a fiselor si a bobinei de inductie.

Atat uzura electrodului central, dar si cea a electrodului de masa este normala. Se produce dupa cateva zeci de mii de km rulati si este cauzata de coroziunea arcului electric. De regula electrodul de masa este mai putin afectat,avand o racire mai buna.

3. Distrugere mecanica:

Acest lucru este cauzat de obiecte străine aflate în camera de ardere, o bucata de calamina desprinsa din spatele supapei de admisie sau o bujie cu filet prea lung sau o bucata de portelan desprinsa din izolator. Se poate intampla ca la o reparatie anterioara, mecanicul din neatentie sa fiscapat ceva in galeria de admisie.

Acest fenomen se intampla foarte rar, dar trebuie neaparat verificata cauza, trebuie sa stim ce a produs acest eveniment, inainte de a monta o bujie noua.

4. Distrugeri datorate detonatiei:

În cazul detonatiei puternice, in izolator pot aparea fisuri care apoi produc desprinderea unor fragmente de ceramica. 

Asigurati-va ca avansul este corect, ca octanul combustibilului este deasemeni cel indicat. Acest lucru se poate produce si de la un sistem EGR inoperant sau senzor de bataie(senzor knock) defect.

Zgomotul detonatiei este uneori auzibil, mai ales la cei care au oarecare experienta sau isi cunosc bine motorul. Apare in special in sarcina la turatie mica si medie. Sunetul seamana cu un "tacanit" ritmic, cu o batae cu tonalitate ascutita si dispare imediat ce comanda acceleratiei este eliberata. 

Detonatia este un fenomen distructiv pentru motor!

5. Supraîncălzire:

Se observa un aspect calcaros, izolator foarte alb, uzura rapidă a electrodului, precum și o absență a depozitelor. Partea metalica a filetului este si ea curata, albicioasa. 

Cauze: Sarcina mare timp indelungat cu amestec sarac; amestec prea sarac; avans prea mare si perderi de compresie; alegerea gresita a cifrei termice. 

6. Depuneri de calamina:

Acestea sunt depozite de culoare maronie, care sunt incrustate pe electrodul de masa, uneori si pe cel central. Fenomenul este cauzat de aditivii din ulei sau din combustibil. In aceasta situatie pot apare rateuri si preaprinderi, batai de detonatie. Trebuiesc verificate ghidajele supapelor, sau simeringurile de la cozile de supapa. Uneori se incearca utilizarea unei bujii mai calde, dar este inutil pentru ca nu de aici pleaca problema si nici de la fise. 

7. Depuneri grase de ulei:

Strat uleios cauzat de prezenta uleiului in camera de ardere. Uleiul poate patrunde prin ghiduri uzate, segmenti uzati sau cocsati, sistem turbo defect sau in unele cazuri ineficienta epuratorului de a separa gazele de recirculare. In aceasta situatie trebuie verificata compresia, utilizarea unui aditiv in ulei, pentru motor uzat nu rezolva situatia.

8. Pre-aprindere inițială:

Acest fenomen apare la electrodul central, topirea partiala sau totala a acestuia, uneori este topit si cel de masa. Cauzele sunt generate de un amestec sarac, arderea este rapida, racirea prin evaporarea benzinei este ineficienta, aparitia unor puncte fierbinti in camera de ardere, avans incorect, etc.
La motoarele cu asistenta electronica, supapa EGR poate fi inoperanta sau senzor de bataie(knock) defect. Deasemeni pot fi cauzate si de reparatii executate proast, bavuri lasate pe piston, suprafete buretoase in camera de ardere, reliefuri pe valve, etc.

9. Pre-aprindere sustinuta:

Acest lucru este foarte evident... electrodul central topit sau lipsă, deasemeni si electrodul de masa, precum și un izolator distrus. Cauzele sunt identice cu cele descrise anterior, dar in acest caz motorul sigur a avut de suferit. Trebuie executat un control vizual pentru a vedea daunele produse (pistoane, pereții cilindrilor, supape, inele, etc)

10. Depuneri stropite:

Acestea arata ca niste insule mici de contaminari pe izolator. Aceastea apar de obicei ca urmare a unui aport al pistoanelor si carburatorului murdare sau aerul din admisie, precum și posibilitatea unui injector murdar sau defect. Mai pot fi defecte sau vicii de fabricatie la pistoane sau carburator. Trebuie verificat deasemeni carburantul, filtrul de aer, injectorul… 
Verificarea intregului sistem de alimentare, inainte de a inlocui bujia.

11. Acoperire cu carbon:

Acest lucru este intalnit frecvent la motoarele de curse. Depunere moale, neagra, acoperire cu funingine de carbon, cu aspect uscat. Provine de la un amestec prea bogat, aprindere proasta sau cifra termica prost alesa (prea rece). Trebuie vazuta alimentarea cu aer, mecanismul de pornire la rece, injectoare blocate sau presiune carburant, fise bujii sau bobina inductie.

La motoarele controlate de computer, trebuie verificat că toate semnalele de intrare in calculator dinspre senzori sunt prezente si exacte(senzori de presiune si temperatura, precum și componentele sistemului EFI.).