De gloeiplug, hoe? wat? waarom?

[Ernst Grundmann]

DE GLOEIPLUG.

Het is maar een klein en voor vele onbetekenend onderdeel van onze modelmotoren. Toch kunnen ze niet draaien zonder dat kleine ding.
Maar wat is dat nu zo'n gloeiplug en weten we wel wat hij precies doet?

De functie (Bougie of gloeiplug?),
Iedere model piloot, coureur of kapitein "weet" dat de gloeiplug nodig is om de motor te starten. Door heel wat mensen wordt die gloeiplug een "bougie" genoemd. Dat geeft al aan dat zij het verschil niet weten tussen die twee. Een gloeiplug is toch echt iets totaal anders maar ze hebben wel ongeveer dezelfde functie. Zowel de bougie als de gloeiplug moet er voor zorgen dat het brandbare mengsel boven de zuiger tot ontbranding wordt gebracht. De manier waarop ze dat doen is totaal verschillend.

De bougie,
Een bougie is niets meer maar ook niets minder dan twee kontakten die op een precieze afstand van elkaar zitten. Door een externe bron wordt er op het juiste moment een hele hoge spanning tussen die twee kontakten gezet waardoor er een vonk over springt. Die vonk zal het brandbare mengsel ontsteken waardoor de motor kan draaien. Afhankelijk van de motor en de temperatuur moet je de juiste bougie kiezen zodat je zo lang mogelijk verzekerd bent van een goede werking. Er bestaat dan ook een enorme hoeveelheid soorten en maten bougies.

De gloeiplug,
Een gloeiplug moet hetzelfde doen maar doet dat op een heel andere manier. Bij een gloeiplug komen geen vonken te pas en ook geen externe bron. Oké, wel een externe bron, maar alleen bij het starten, daarna staat de gloeiplug er allen voor. Daar zit nu het vernuft van de gloeiplug.
Het is dus niet zo dat de gloeiplug alleen maar nodig is om de motor te starten. Ook als de motor eenmaal draait doet de gloeiplug zijn werk en is hij noodzakelijk. Wanneer de plug tijdens het draaien kapot gaat zal de motor onherroepelijk stoppen.

Hoe doet zo'n gloeiplug dat?
Daarvoor moeten we eerst weten wat een gloeiplug nu precies is.
Een gloeiplug lijkt een eenvoudig ding maar er steekt heel wat achter dat eenvoudige ding. Het "huis" is van een metaallegering dat per type plug kan verschillen. Waarom dat is komt verderop ter sprake.
Dat huis bestaat uit twee delen die electrisch van elkaar geïsoleerd moeten zijn. Die isolatie moet erg sterk zijn en bestand tegen hele hoge temperaturen. Ook moet de warmtegeleiding aan bepaalde eisen voldoen. Als laatste en zeker niet het onbelangrijkste moet het gasdicht aansluiten op de metalen delen van het huis. De druk in de verbrandingskamer loopt namelijk heel hoog op en daar mag niets van weglekken. Dat zou vermogens verlies betekenen. Welk materiaal daar nu precies voor gebruikt wordt weet ik niet, dat is ook een beetje een fabrieksgeheim. Meestal is het een keramisch materiaal maar ik heb ook wel eens een glasachtig materiaal gezien.

In het huis zit een gloeidraad, het onderdeel waar het eigenlijk om draait. Die gloeidraad kan gemaakt zijn van verschillende metaallegering maar meestal wordt platina/iridium of rhodium/iridium. Deze metaallegering zijn in de wereld van de chemie hele bekende katalisatoren. Katalisatoren zijn (meestal) metalen die een chemische reactie op gang kunnen brengen of aan de gang kunnen houden zonder zelf deel te zijn in die reactie. In modelmotoren moet de verbranding van het brandstof/lucht mengsel op gang gebracht worden.
Om goed als katalisator te kunnen werken moet het metaal een bepaalde temperatuur hebben. Vandaar dat we bij een koude motor, tijdens het starten, stroom door de gloeidraad moeten sturen zodat de draad gaat gloeien om hem op temperatuur te brengen. Als de motor eenmaal draait blijft de gloeidraad door de verbranding heet genoeg om als katalisator te kunnen blijven werken en zo bij elke compressie de volgende verbranding in gang te zetten. Daarom kan je de gloeispanning los nemen als de motor eenmaal draait en zal de motor door blijven draaien.

Hete en koude pluggen.
Je zult vast wel eens gehoord hebben dat er hete en koude pluggen bestaan. Dat heet of koud zijn van de gloeiplug heeft maar ten dele met de temperatuur van de plug te maken. Het gaat er hoofdzakelijk om hoe snel de plug zijn overtollige warmte kwijt kan.
Hoe zit dat nu precies?
We weten nu dat de gloeidraad in de plug heet genoeg blijft om de volgende verbranding in gang te zetten. Maar hij kan ook te heet worden!
Als je een motor hebt die erg heet wordt, b.v. door niet ideale koeling. Dan ontstaan er twee problemen. Ten eerste zal de ontsteking veel vroeger plaats vinden. Ten tweede is kans zeker aanwezig dat de gloeidraad zo heet wordt dat hij doorsmelt als de motor veel vermogen moet leveren. Om dat te voorkomen moet je een koudere gloeiplug gebruiken. Dat is een plug waarvan de gloeidraad zijn warmte sneller kwijt kan zodat hij de ontsteking niet te vroeg laat plaatsvinden en dat de plug niet doorsmelt.
Weer een andere motor blijft juist vrij koud als hij draait. De kans dat de gloeidraad bij deze motoren te ver afkoelt is dan vrij groot. Hierdoor komt de ontsteking te laat en verlies je vermogen. Bij weinig gas kan de plug dan te koud worden zodat de motor zelfs stopt.
Bij deze motoren moet je een hetere plug gebruiken, een plug waarvan de gloeidraad z’n warmte beter en langer vasthoudt.
Hete of juist koude plug maken kan op vele manieren. Het eerste en belangrijkste punt is de gloeidraad. Deze maakt men dikker en langer (hete pluggen) of juist korter en dunner (koudere pluggen). Ook de legering kan op allerlei manieren aangepast worden. Nog weer een andere manier is de gloeidraad dieper in het huis stoppen, of een brug over de gloeidraad maken.

Als laatste is er het huis nog.
Door de vorm en of de materiaal dikte aan te passen maar ook door een andere legering te kiezen kan je de warmte eigenschappen aanpassen. Voor b.v. een koude plug zal men het huis zo maken dat de overtollige warmte snel afgevoerd kan worden. Zelfs de kleur speelt een rol. Een koude plug zal vaak zwart zijn en een hete plug zilver kleurig.
Er zijn natuurlijk een heleboel combinaties mogelijk en zo krijgen we een hele reeks pluggen waar we de beste voor onze motor uit moeten kiezen.
Het hangt sterk af van hoe de motor gebruikt wordt welke polug je in een motor moet gebruiken. Voor de ene toepassing zal je een hetere plug nodig hebben dan de andere. Dus als iemand je vertelt dat je voor een OS 46 altijd een OS 8 plug MOET gebruiken hoeft dat lang niet altijd juist te zijn.

Natuurlijk zitten de fabrikanten niet stil en proberen ze pluggen te maken die een vrij groot toepassingsgebied hebben. Deze pluggen zullen dan in veel motoren en voor veel toepassingen bruikbaar zijn. Dit is natuurlijk in tegenspraak met wat ik hier pal boven schreef. Maar toch blijft dat ook overeind.
Stel je hebt altijd een bepaalde plug in een motor gebruikt maar je hebt de motor nu op een ander vliegtuig staan en nu loopt de motor niet zo lekker meer als voorheen. Je zou dan toch eens aan de plug kunnen denken ook al zit “de juiste” plug erin. Het zou wel eens kunnen zijn dat een andere plug toch beter werkt.
Je zal echt niet de eerste zijn die een motor heeft die toch niet zo presteerd als je dacht dat hij zou moeten doen. Je gaat verschillende props proberen maar veel verbetering zit er niet in. Zelfs andere brandstof heeft niet het gehoopte resultaat.
Denk in zo'n geval dan toch eens aan de gloeiplug. Zit het goede type plug wel in die motor? Oké hij deed het op het "vorige" model wel goed met die plug. Vraag je dan eens af, wat is er eigenlijk nog meer veranderd? Zit er een andere prop op? Gebruik je andere brandstof? Is de motor meer ingebouwd en is de koeling wel voldoende?

Hoe selecteer je de juiste plug?
Dat is een simpele vraag maar hij is niet zo eenvoudig te beantwoorden. Dat komt doordat de feitelijke werking van de plug veel ingewikkelder is dan ik hierboven heb beschreven. Ik moet eerlijk toegeven dat ik ook lang niet alles honderd procent begrijp. Er zijn vooral op het chemische vlak veel dingen die ik gewoon moet aannemen dat ze zo zijn. Ik ben geen chemicus en zal op dit vlak dus afgaan op wat ik van anderen heb gehoord en wat ik heb gelezen.
Ik schreef al dat de plug ook het moment van ontsteking bepaald. Als je een hetere plug gaat gebruiken zal de ontsteking vroeger plaatsvinden. Dit zou nodig kunnen zijn als je de motor op een hoger toerental wilt laten draaien. Hoe sneller de motor draait hoe vroeger de ontsteking moet komen.
Ook de compressie is mede bepalend voor het ontstekingstijdstip. Hoe hoger de compressie hoe vroeger de ontsteking komt. Bij een motor met een hoge compressie zal je dus een vrij koude gloeiplug moeten gebruiken. Met een hete plug kan de ontsteking veel te vroeg komen met alle narigheid van dien.
Andersom geldt natuurlijk ook. Als je de compressie verlaagd zal je een iets hetere plug moeten gaan gebruiken. Anders komt de ontsteking te laat.

Als je een gloeiplug te heet laat worden doordat je er te veel spanning op zet, bijvoorbeeld doordat je het power panel te hoog hebt staan, dan zal het oppervlak van de gloeidraad aangetast worden. Normaal zal de gloeidraad er netjes rond en glimmend uit moeten zien. Alle “wikkelingen” van de gloeidraad moeten netjes even ver uit elkaar zitten. Zo’n plug zal het beste werken.
Bij een plug die te heet is geweest zal de gloeidraad zacht zijn geworden en in elkaar zijn gezakt. Ook kan het oppervlak gaan oxideren, de gloeidraad ziet er dan dof uit. Zo’n plug is onbruikbaar geworden. Soms kan je de motor er nog wel mee starten maar als je de gloeispanning losneemt stopt de motor.

Heb je problemen met een goede motorloop controleer dan de gloeiplug ook eens. Is hij netjes schoon, glimt de gloeidraad nog en zijn de wikkelingen niet in elkaar gezakt? Dan is de plug niet te heet. Hij kan wel te koud zijn, dat kan voor de plug geen kwaad maar de motor loopt er niet zo best mee. Je zou dus een iets hetere plug kunnen proberen.
Ziet de gloeidraad er wel dof uit dan kan de plug wel eens te heet zijn. Kontroleer eerst of de gloeispanning (en dus ook de stroom) niet te hoog is. Als de plug erg fel gloeit dan kan dat de plug al beschadigen. Is dat niet het geval dan wordt de plug te heet tijdens het draaien en zou je een koudere plug moeten proberen.
Zijn de wikkelingen van de plug ook in elkaar gezakt dan is of de gloeispanning (en stroom) te hoog of de motor draait heel erg heet. Is de gloeispanning in orde dan moet je een koudere plug gaan gebruiken.
Het kan dus soms best een hele klus zijn om de juiste gloeiplug te vinden maar als je die eenmaal hebt dan kan hij heel lang meegaan.

Sorry dat het weer zo’n lang verhaal is geworden maar ik hoop dat jullie er wat aan hebben.