LES BOUGIES DE PRECHAUFFAGE ASSURENT UNE INFLAMMATION OPTIMALE DU DIESEL

LES TACHES DE LA BOUGIE DE PRECHAUFFAGE S'ELARGISSENT

Des bougies de préchauffage fonctionnant bien et fiables sont indispensables pour le démarrage d'un moteur diesel. Aujourd'hui, leur rôle évolue toutefois de plus en plus d'une aide lors d'un démarrage à froid à un élément à part entière d'un système complexe de traitement des gaz d'échappement. Pour réduire les émissions de gaz d'échappement dans la chambre de combustion et pouvoir remplir les conditions d'émission légales de plus en plus strictes, les tâches d'une bougie de préchauffage sont de plus en plus souvent élargies.

BOUGIES DE PRECHAUFFAGE

Contrairement aux moteurs à essence, le diesel n'a pas besoin d'étincelle de la bougie pour s'enflammer. La principale fonction d'une bougie de préchauffage dans un moteur diesel consiste donc à assurer un démarrage à froid aisé. En cas de température inférieure à 10 °C, l'air extérieur aspiré est, en effet, trop froid pour faire démarrer le moteur. La bougie de préchauffage génère dans ces cas la bonne température, afin que le diesel s'enflamme.

EVOLUTION

L'évolution des bougies de préchauffage suit les avancées technologiques du système d'allumage, évoluant elles-mêmes parallèlement aux Euronormes. Depuis la première norme (mi-1992), les fabricants travaillent dur à la longévité des bougies de préchauffage, afin qu'elles puissent garder l'émission dans la norme.

TYPES

Parmi les types de bougies, une distinction est faite entre les bougies de préchauffage métalliques et céramiques. Dans le cas d'une bougie métallique, c'est la spirale chauffante, se trouvant dans le tube à incandescence, qui produit la chaleur nécessaire. Les bougies céramiques disposent d'un élément chauffant entouré de céramique spéciale. Il ne faut donc pas de tige en métal et des températures plus élevées peuvent être supportées.

BOUGIES-CRAYONS DE PRECHAUFFAGE AUTOREGULATRICES

La bougie-crayon de préchauffage autorégulatrice est un des types les plus utilisés. Cette bougie de préchauffage consiste en une combinaison d'une spirale de chauffage et d'une spirale de régulation en un seul élément de résistance commun. La spirale de chauffage est en un matériau résistant aux températures élevées, tandis que la résistance électrique est en grande partie indépendante de la température. Pour protéger la spirale des chocs et des vibrations, et conduire la chaleur de manière optimale, elle est entourée de poudre céramique à conduction électrique, mais à conduction thermique exceptionnelle. Il est, en outre, possible, grâce aux différents matériaux, longueurs et diamètres, et aux différentes épaisseurs de fil de la spirale de chauffage et de la spirale de régulation, de modifier les temps de chauffe et les températures d'incandescence de la bougie en fonction des exigences du type de moteur en question.

Fonctionnement

La tige chauffante de la bougie vient jusque dans l'espace de combustion et est chauffée, dès que du courant circule à travers. Pendant la préchauffe, du courant passe ainsi via la vis de connexion et la spirale de régulation vers la spirale de chauffage. Cette dernière chauffe alors rapidement et après deux à cinq secondes, l'élément à incandescence chauffe jusque près du corps de la bougie. La température de la spirale de régulation augmente de ce fait. Ensuite, la résistance électrique augmente et le courant revient à une puissance à laquelle l'élément chauffant ne peut pas être endommagé. Cette bougie de préchauffage assure un démarrage écologique et rapide du moteur diesel en deux à cinq secondes, un démarrage fiable à des températures jusqu'à -30 °C et un démarrage régulier ne sollicitant pas trop le moteur. L'émission de particules de suie lors de la phase de chauffage est, de plus, 40% moins élevée lors de l'utilisation de bougies de préchauffage post-chauffantes.

Bougies-crayons de préchauffage Post-chauffantes

Les voitures modernes avec un moteur diesel sortent généralement de production avec des bougies de préchauffage GN. Cette bougie chauffe avant, pendant et après le démarrage du moteur. Comme elle reste incandescente, même après le démarrage, le moteur est ménagé et l'émission de substances nocives est réduite. La température de combustion idéale du diesel est de 850 °C. Si elle est inférieure, la voiture démarrera aussi souvent, mais émettra trop de substances nocives.

Avantages

• Démarrage rapide: avec la bougie GN, le temps de chauffage peut être limité à deux à cinq secondes. L'élément à incandescence se met à chauffer plus rapidement, vu que le diamètre à l'avant est réduit.
• Moins de fumée blanc-bleu: la fumée blanche et bleue est le résultat d'une combustion incomplète du carburant en raison d'une température d'allumage trop basse. Grâce au post-chauffage, le carburant est brûlé complètement pendant la phase de chauffage.
• Evite que le moteur cogne: en raison d'un plus grand ralentissement de l'allumage, lorsque le moteur est froid, le moteur diesel peut 'cogner'. Le préchauffage et le post-chauffage font en sorte que le moteur atteigne plus vite la température de service et enflamment le carburant de manière plus régulière et plus complète.
• Plus d'énergie est ainsi dégagée et la température de la chambre de combustion augmente plus rapidement.
  
  

BOUGIES ELECTRONIQUES

Ces bougies de préchauffage jouent un rôle supplémentaire de capteur. Elles mesurent la température, la teneur en substance non brûlée et la pression dans le cylindre, et garantissent ainsi une combustion optimale en modifiant éventuellement le moment et la quantité d'injection. La bougie électronique est pour ainsi dire une bougie de préchauffage à trois phases avec un temps de préchauffe de moins de deux secondes, grâce à un court-circuit contrôlé de la bougie. On parle aussi ici du démarrage à la clé du moteur diesel. Les bougies ne sont pas commandées simultanément par un relais, mais par une unité de commande électronique en liaison avec l'électronique de commande du moteur. Cette unité commande chaque bougie séparément et détermine quand, à quelle puissance et combien de temps chacune chauffe. Les bougies les plus récentes indiquent ensuite à quel point la combustion se passe bien. Il est ainsi possible de rectifier les conditions de combustion par cylindre. La bougie reste active pendant tout le trajet, jusqu'à ce que le moteur soit coupé.

Instant start system

L'instant start system ou ISS consiste en une unité de régulation de bougie électronique et des bougies de préchauffage aux performances optimisées avec un court temps de chauffe de max. deux secondes. Dans l'unité de régulation, des semi-conducteurs sont utilisés comme unités de commutation, régulant les bougies. Ils remplacent les relais électromécaniques utilisés par le passé.

Fonctionnement

Lorsque le moteur tourne, la bougie de préchauffage est refroidie par le changement dans le remplissage et le mouvement de l'air pendant la course de compression. L'unité de régulation électronique peut compenser une température trop élevée ou trop basse. Les bougies reçoivent ainsi toujours la tension efficace optimale pour les conditions de service à ce moment. La combinaison de la bougie à basse tension et de l'unité de régulation électronique est utilisée pour chauffer la bougie extrêmement vite. Pour cela, la tension de bord complète est envoyée pendant une période préprogrammée vers une bougie. Grâce au rendement de ce système, pas beaucoup plus de puissance n'est extraite de l'alimentation du véhicule que ce dont la bougie a besoin. Avec l'ISS, le temps de chauffage jusqu'à 1.000 °C est limité à maximum deux secondes.

BOUGIES INTELLIGENTES AVEC CAPTEUR DE PRESSION

Avec uniquement des techniques conventionnelles, il est quasiment impossible de satisfaire aux normes d'émission actuelles. Pour obtenir une réduction radicale des particules et de l'oxyde d'azote, une optimisation de la combustion s'impose. La bougie intelligente à capteur de pression ou Pressure Sensor Glow Plug (PSG) a été conçue spécialement pour cela. Cette bougie mesure avec un capteur intégré la pression dans la chambre de combustion et la transmet à l'électronique de commande du moteur afin que la quantité parfaite de diesel soit injectée.

Fonctionnement

Cette bougie intelligente avec capteur de pression consiste en un élément chauffant mobile robuste et un capteur mesurant pour chaque cylindre les signaux de pression précis et continus dans la chambre de combustion. Les données sont ensuite traitées dans l'électronique d'analyse, puis envoyées vers l'electronic control unit (ECU). L'injection de carburant est ainsi adaptée en continu et en temps réel à la combustion réelle. Dans le cas des bougies PSG, l'élément chauffant n'est pas coincé dans le corps de la bougie, mais est soutenu de manière élastique en tant qu'élément mobile. L'élément transfère la pression vers un diaphragme à l'arrière de la bougie. Le vrai capteur de pression se trouve donc loin de la chambre de combustion. La charge thermique de l'étanchéité reste dès lors contrôlable, vu que l'élément chauffant ne chauffe qu'à l'extrémité.

BOUGIES CERAMIQUES

Dans le cas des bougies de préchauffage céramiques, la tige chauffante n'est pas en un alliage de métal, mais en un matériau céramique supportant des températures plus élevées jusqu'à 1.350 °C. Ces bougies sont de plus en plus populaires, car, avec l'utilisation de filtres à particules, la température dans un moteur diesel peut facilement atteindre 1.000 °C. La capacité de chauffe de ce type de bougies est concentrée à l'extrémité de l'élément céramique. Il faut ainsi moins d'énergie pour obtenir la température nécessaire pour le démarrage du moteur. De ce fait, moins de carburant est aussi consommé par rapport aux bougies conventionnelles.

DIAGNOSTIC, ENTRETIEN ET REMPLACEMENT

Diagnostic

On ne s'intéresse généralement à la bougie de préchauffage que quand la voiture ne démarre plus. Les fabricants conseillent pourtant de procéder préventivement à un diagnostic et un remplacement. Aujourd'hui, une bougie défectueuse est souvent mentionnée comme un problème dans le contrôle d'émission. Les bougies soutiennent, en effet, de plus en plus souvent la régénération du DPF et aident au moyen d'incandescence intermédiaire à éviter l'obstruction du recyclage des gaz d'échappement. La lecture des codes d'erreur générés constitue souvent la manière la plus simple de déterminer si les bougies fonctionnent.

Des problèmes peuvent être détectés avec:

• Une pince ampèremétrique teste l'intensité absorbée au niveau de la conduite d'amenée vers les bougies. Imaginons que six bougies consomment chacune 5 A. L'intensité absorbée totale doit alors être d'au moins 30 A. Si la pince ampèremétrique mesure moins d'ampères, au moins une bougie de préchauffage est défectueuse. Ici, il est important de tenir compte du nombre d'ampères exigé par le type de bougie et de vérifier s'il s'agit d'une bougie céramique ou métallique.
• L'appareil de diagnostic des fabricants est connecté directement à la bougie de préchauffage et reconnaît automatiquement la valeur de tension. Si la bougie fonctionne bien, le témoin s'allume en vert. En cas de problèmes, il est rouge. Pendant le test, la bougie reste dans le moteur.
  
  

Entretien et remplacement

Si un problème est constaté, il est conseillé de remplacer toutes les bougies. On évite ainsi qu'une autre bougie rende l'âme un peu plus tard. Afin d'éviter de sérieux problèmes lors du démontage de la bougie, le moteur doit être chaud. Les bougies sont ensuite dévissées et le filetage dans la culasse est débarrassé de toute la saleté. Si on ne parvient pas directement à retirer la bougie, il faut utiliser une clé de serrage dynamométrique ne pouvant pas dépasser une force de 40 Nm, pour éviter de casser la bougie de préchauffage. Ensuite, la nouvelle bougie peut être montée. Elle est vissée le plus loin possible à la main et on utilise ensuite une clé de serrage dynamométrique pour appliquer le bon couple de serrage. Celui-ci dépend du diamètre du filetage de la bougie ou des valeurs recommandées par le fabricant (emballage). Il est important ici de travailler de manière extrêmement prudente, afin d'éviter les problèmes et les défaillances. 

Merci à Federal-Mogul Motorparts (BERU)