Le circuit d’allumage : Bougie d'allumage

1 - Rôle
La bougie permet l’éclatement de ou des étincelles dans la chambre de combustion

2 - Constitution

La bougie comporte généralement - 2 électrodes
- l'une située en bout d’ une tige métallique formant l' axe de la bougie, appelée électrode centrale,
-  L’autre, l’électrode de masse, est fixée sur le culot qui se visse sur la paroi de la culasse.
-  l'électrode centrale et le culot sont séparés par un Isolant qui constitue le corps de la bougie.
- l'électrode centrale est reliée au circuit haute tension.
- Le passage du courant HAUTE TENSION entre les électrodes produit l'étincelle.

3 – Degré thermique
Le bec de l’isolant et les électrodes sont soumis à une température qui n’est ni constante, ni uniforme. La température est fonction du régime moteur, le bec de l'isolant étant plus exposé à la combustion que le "col".
la différence de température est d'environ 400 degrés. Le bec de l'isolant doit se maintenir entre deux températures.
Etre supérieure à 500 degrés pour assurer la combustion des dépôts et éviter l'encrassement, Etre inférieure à 900 degrés pour éviter l'auto-allumage.

4 - Fonctionnement
L'électrode centrale est noyée dans l'isolant qui est mauvais conducteur de la chaleur. Il s'en suit un échauffement rapide.
Du fait des difficultés d'évacuation de la chaleur par l'isolant. il y aurait intérêt à avoir un isolant de faible épaisseur, mais ceci nous obligerait à diminuer la tension du courant secondaire pour éviter le passage vers la masse, d'où une étincelle moins efficace.
 On a donc été amenés à rechercher un isolant assurant un maximum d'isolement électrique pour une faible épaisseur. Emploi de la porcelaine mica, stéatite, corindon…..

5 – Bougie froide

Elles se composent d'une électrode courte, noyée dans un isolant de faible épaisseur, et très rapprochée du culot (lequel est refroidi par son contact avec la culasse) .
Cela permet l’évacuation de la chaleur et une température relativement basse.
Ces bougies sont montées sur des moteurs qui ont un rapport volumétrique élevé, de hauts régimes de rotation et une tendance à l'auto-allumage.

Inconvénients

• Encrassements faciles par les remontées d'huile, les vapeurs d'huile se condensent sur l'électrode centrale, formant une goutte qui empêche le passage de l'étincelle.  
• Combustion incomplète de cette huile qui laisse un dépôt charbonneux bon conducteur , l’ étincelle ne peut plus se produire.  
• Encrassement rapide.  
• Echange et Nettoyage fréquent.

6 – Bougie chaude

Elles sont constituées d'une électrode centrale longue dans un isolant effilé et éloigné du culot, ce qui ne favorise pas l’évacuation de la chaleur mais qui permet une élévation rapide de la température au niveau des électrodes.

• Elles permettent des départs à froid plus faciles que les bougies froides,  
• Elles se montent sur les moteurs lents et d'un faible rapport volumétrique,  
• Elles sont employées contre les remontées d'huile (vapeurs brûlées au contact de l'électrode centrale), faible encrassement, mais risque d'auto-allumage, par maintien de l'état incandescent de l'isolant.

 Le choix d'une bougie doit donc être un compromis entre les degrés thermiques extrêmes en fonction du moteur et de son utilisation.
Pour chaque véhicule, les constructeurs indiquent une référence de bougie qui correspond à un degré thermique de la bougie (voir tableau de correspondance entre marques)
Sauf cas particulier, il est important de respecter le degré thermique recommandé sous peine de risquer la destruction du moteur (perçage de pistons)

7 – Les bougies en disent long sur l’état du moteur

Le circuit d’allumage : Allumage classique - Composants du circuit

A = Batterie B = Bobine C = Condensateur D = Distributeur I = Contact d’allumage P = Circuit primaire S = Circuit secondaire R = Rupteur a = Plots du distributeur b = Bougies d = Doigt du distributeur

I - La bobine d’allumage

elle transforme l'énergie électrique basse tension en énergie électrique haute tension suffisante pour déclencher la combustion.

1 – Noyau de fer lamellé  2 - Enveloppe métallique  3 – Porcelaine 4 – Brai d’isolement 5 - Circuit secondaire 6 – Circuit primaire

Elle est constituée d’un boîtier cylindrique, généralement métallique ou en matière synthétique moulée
 - Le noyau magnétique est constitué d’un empilage de tôles minces
 - Le bobinage secondaire constitué par un fil de cuivre de 0,1 mm environ et de 10 à 20 000 spires est enroulé sur un noyau. C’est l’extrémité supérieure du noyau qui sert de prise haute tension.
 - Le bobinage primaire, qui est déterminé pour une tension de 6 ou 12 volts est constitué par un fil de 0,5 à 1 mm et de 150 à 300 spires enroulées sur le bobinage secondaire.
 - L’isolement des bobinages est généralement réalisé à la partie inférieure du noyau par une porcelaine et à la partie supérieure par un couvercle en matière isolante.
 Les vides intérieurs sont comblés par un brai ou par de l’huile spéciale pour transformateur de courant.

II - Le rupteur (Le hacheur ou vis platinées)

Son role est d’établir et d’interrompre le passage du courant (basse tension) dans le bobinage  primaire de la bobine pour provoquer les variations de flux magnétique.

L’étincelle est produite par la haute tension secondaire qui est elle même produite au moment précis ou les contacts du rupteur comment à s’ouvrir.
 Il importe donc que le début d’ouverture des contacts du rupteur se fasse pour une position déterminée du piston. Cette synchronisation de fonctionnement « Rupteur - Moteur » est généralement réalisée au moyen de l’arbre à cames.
 L’arbre de commande du rupteur doit faire un tour quand le vilebrequin en fait deux.

L’arbre d’allumeur doit comporter 4 bossages pour un moteur à quatre cylindres, 6 bossages pour un moteur à six cylindres, au dessus, il y a souvent des montages particuliers avec deux rupteurs. L’arbre de commande est divisé en zones pour assurer un temps d’ouverture et de fermeture du rupteur égal pour chaque cylindre.

•  - Moteur à 4 cylindres = 360 degrés / 4 = Angle total de 90 degrés 
• - Moteur à six cylindres = 360 degrés / 6 = Angle total de 60 degrés

- Cycle total de l’allumage

III - Le Distributeur

- Son rôle est de distribuer le courant aux différents cylindres 

- Il est constitué d’un doigt , qui se déplace d’un mouvement rotatif devant des plots ( 4 dans le cas d’un moteur à quatre cylindres) 

- Le courant de haute tension secondaire arrive au centre du doigt et se trouve distribué aux différentes bougies par l’intermédiaire des plots auxquels sont reliés les fils de bougies.

 - Il est très important qu’au moment précis du début d’ouverture des contacts du rupteur (création de la H.T par rupture du courant primaire), le doigt se trouve en face d’un plot. 

- C’est dans ce but que le doigt de distributeur et la came d’allumeur sont montés sur le même arbre et positionné l’un par rapport à l’autre. 

- Dans son mouvement de rotation, le doigt de distribution réparti le courant dans l’ordre 1 – 2 - 3 - 4 . Pour appliquer l’ordre d’allumage 1 – 3 – 4 – 2, il faut répartir les fils de bougies.

IV - Le Condensateur

Son rôle est double

•  - Il emmagasine à l’ouverture du rupteur et restitue à la fermeture de ce rupteur le courant de self induction qui se crée dans le bobinage primaire de la bobine d’allumage.
•  - Il protège les contacts du rupteur contre un fort étincelage.

Le circuit d’allumage : Allumage classique partie 1

Rôle 
 L'allumage des moteurs a pour rôle de produire la quantité d'énergie thermique nécessaire à l'inflammation du mélange combustible comprimé dans le cylindre.
Les gaz se détendent en repoussant le piston vers le PMB; c'est la phase moteur Combustion - détente (Création de l'énergie mécanique).

1 - Le circuit d’allumage

1 : Batterie (Alimentation B.T.) 2 : Bobine (Transformateur ) 3 : Allumeur (Rupture du courant) 4 : Distributeur du courant H.T. 5 : Condensateur 6 : Bougies d’allumage 7 : Conducteurs H.T

L'énergie est produite sous la forme d'un arc électrique à haute tension qui doit se produire à un instant très précis pour AMORCER la COMBUSTION du mélange AIR plus ESSENCE. La transformation du courant BASSE TENSION (6 ou 12 volts) de la batterie en un courant HAUTE TENSION (15 000 volts et plus) nécessaire à l’inflammation du mélange demande le dispositif d’allumage classique ci-contre.

2 - La combustion

la qualité de La combustion sera meilleur si elle est  RAPIDE et COMPLETE.  La durée de la combustion dépend :
 1 – De la qualité du mélange AIR et ESSENCE

•   Dosage : Quantité d’air et d’essence.
•   Homogénéité : Très bon brassage 

2 – De la température du mélange

• Trop froid : Amorce difficile 
• Trop chaud : Risque d’auto allumage 

3 – De la température de l’étincelle à la bougie

• - A l’intérieur de la chambre (pression de 12 bars environ), l’étincelle doit être de très bonne qualité.

Important Le moteur à allumage commandé (étincelle à la bougie) est improprement appelé « moteur à Explosion » NE PAS CONFONDRE EXPLOSION et COMBUSTION
 Dans le moteur qui fonctionne avec de l’essence, dans les cylindres, il y a une COMBUSTION et non une EXPLOSION