Introduction
Les bougies d'allumage servent à enflammer le mélange air-carburant dans les moteurs à combustion interne (IC) à essence; elles ne sont pas nécessaires dans les moteurs diesel. Les moteurs à combustion interne se divisent en deux types d'allumage : ‘allumage par étincelle’ (moteurs à essence) et ‘allumage par compression’ (moteurs diesel).
Les bougies d'allumage sont installées dans les moteurs à deux temps et à quatre temps.
Bougie d'allumage
Composants de la bougie d'allumage
Les conceptions de bougies d'allumage varient, mais les principaux composants restent constants.
Bougie d'allumage avec pièces étiquetées
Les principaux composants d'une bougie d'allumage incluent :
- Connexion terminale - point d'entrée du courant électrique.
- Électrode centrale - conducteur droit traversant le centre de la bougie.
- Électrode de masse - conducteur courbé reliant la bougie à la masse.
- Résistance - réduit le bruit électrique.
- Écartement des électrodes (écart d'étincelle) - espace entre l'électrode de masse et l'électrode centrale où se produit l'arc électrique.
Écartement des électrodes
- Barrière de courant de fuite - empêche les fuites de courant vers la masse.
- Siège - zone de contact avec la culasse.
- Écrou hexagonal - pour l'installation et le retrait de la bougie.
Fonctionnement des bougies d'allumage
La vidéo ci-dessous est un extrait de notre cours vidéo en ligne sur les bases des moteurs à combustion interne.
Une haute tension (20-40 000 Volts) est appliquée à la connexion terminale pour augmenter le potentiel électrique de l'électrode centrale. Le courant traverse l'électrode centrale (souvent en cuivre) et passe par une résistance. La haute tension ionise les gaz dans l'écartement des électrodes. Une fois ionisés, les gaz deviennent de meilleurs conducteurs, permettant aux électrons de ‘sauter’ l'écartement et d'atteindre l'électrode de masse. Ce ‘saut’ se manifeste par une étincelle, d'où le nom de la bougie d'allumage ; le terme technique pour ce saut est 'arc'.
L'arc entre l'électrode centrale et l'électrode de masse génère suffisamment d'énergie pour enflammer le mélange air-carburant dans la chambre de combustion. L'allumage se produit environ 5 degrés avant le point mort haut (PMH), marquant le début de la course de puissance.
Rôle de la résistance dans une bougie d'allumage
Toutes les bougies d'allumage ne contiennent pas de résistance, mais la plupart des bougies automobiles en ont une. La résistance diminue le bruit électrique généré par la bougie. Ce bruit, aussi appelé interférence électromagnétique (EMI) ou interférence de fréquence radio (RFI), peut perturber les circuits électroniques voisins. Pour minimiser l'EMI sur des composants comme l'unité de contrôle du moteur (ECU) et d'autres systèmes électroniques, une résistance est intégrée.
Plage thermique d'une bougie d'allumage
La plage thermique d'une bougie d'allumage indique ses propriétés de conductivité thermique. Une échelle de 1 à 10 est couramment utilisée, bien que cela puisse varier selon le fabricant. Les bougies sont classées selon cette échelle, par exemple une valeur de 4.
Les bougies sont souvent qualifiées de chaudes ou froides. Une bougie froide dissipe rapidement la chaleur et se réchauffe lentement, tandis qu'une bougie chaude dissipe lentement la chaleur et se réchauffe rapidement. Les bougies chaudes ont un nez d'isolant long et fin, alors que les bougies froides ont un nez court et épais.
Bougies d'allumage chaudes et froides
Les petits moteurs à faible performance, comme ceux des tondeuses à gazon, utilisent des bougies chaudes en raison des basses températures et pressions de fonctionnement. Les moteurs haute performance, comme ceux des voitures de course, nécessitent des bougies froides pour gérer les températures et pressions élevées.
Les bougies pour moteurs à faible performance ont généralement une plage thermique de 1 à 4, tandis que celles pour moteurs haute performance se situent entre 8 et 10.
Portée d'une bougie d'allumage
La portée d'une bougie d'allumage correspond à la longueur de sa section filetée, mesurée depuis le point de contact avec la culasse jusqu'à l'extrémité du filetage. Il est crucial d'utiliser une bougie avec la portée correcte pour éviter tout contact avec la couronne du piston lorsque le piston atteint le PMH. Une portée incorrecte peut entraîner des dépôts de carbone et un allumage défectueux.
Une portée excessive peut entraîner un contact avec la couronne du piston
Les bougies d'allumage sont installées dans la culasse et fixées par vissage. Un serrage approprié est essentiel pour éviter d'endommager le filetage.
Section transversale de la bougie d'allumage
Ressources supplémentaires
https://www.gsparkplug.com/shop/how-spark-plugs-work
https://auto.howstuffworks.com/spark-plugs.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Spark_plug
Attribution de l'image
Attribution de l'image des bougies d'allumage chaudes et froides : Par User:Emmanuel.boutet (File:Dilatation-spark plug-bougie allumage-fr.svg) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ou CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons