Harmonie entre le faisceau et les bobines pour un allumage parfait
Le faisceau entre les bougies et les bobines d'allumage doit fonctionner en parfaite harmonie dans le système d'allumage d'un moteur à combustion. Le faisceau conduit la tension nécessaire à la bougie d'allumage avec le moins de pertes possible, tandis que la bobine d'allumage génère la haute tension qui crée l'étincelle au niveau de la bougie. Il est donc temps d'examiner de plus près ces composants.
faisceau d'allumage
Fonction
Dans le système d'allumage des moteurs à combustion interne, le faisceau d'allumage conduit la tension nécessaire à la bougie d'allumage avec le moins de pertes possible. En fonction du type de véhicule, cela se traduit par:
- un distributeur d'allumage mécanique et une tête d'allumeur;
- un module d'allumage entièrement électronique;
- une bobine d'allumage semi-directe ou à double étincelle entièrement électronique.
La tension d'allumage se situant dans une plage de haute tension allant jusqu'à 36.000 V, le faisceau d'allumage doit être suffisamment résistant aux surtensions. En effet, la tension d'allumage ne doit jamais traverser l'isolation et passer à la terre, car cela peut provoquer des défauts d'allumage.
Développement
Jusqu'au début des années 1990, il était courant que la tension d'allumage circule vers le câble d'allumage (avec une assistance mécanique) sous la forme d'un rotor et d'une tête d'allumeur. À la fin de la décennie, cependant, on est passé à des systèmes de distributeurs d'allumage à faible usure. Des distributeurs électroniques haute tension ont été utilisés et le système classique de distributeur à rotor a été remplacé par des modules d'allumage électroniques. Dans les systèmes actuels, l'avance à l'allumage est régulée par l'unité de commande du moteur.
Les fils de bougie doivent être vérifiés régulièrement et remplacés lorsqu'ils sont usés
Compatibilité électromagnétique (CEM)
Partout où le courant circule, des champs électromagnétiques se forment. Par conséquent, ces champs électromagnétiques se produisent également lors de l'allumage. L'intensité des champs augmente considérablement au moment de chaque 'bris d'étincelle' à l'électrode centrale de la bougie d'allumage, ce qui entraîne le développement de tensions de pointe le long des fils de la bougie. Les champs électromagnétiques trop puissants peuvent provoquer des dysfonctionnements dans les appareils électroniques (tels que la radio, les unités de commande du moteur ou l'ABS), ils doivent donc être limités de manière à ne pas causer de dommages. Pour ce faire, les faisceaux d'allumage sont dotés de résistances électriques. Ils limitent la tension de crête pendant l'amorçage de l'étincelle et pendant la décharge de la bobine d'allumage. Ici, l'énergie de la tension et du courant existants est mise dans un autre rapport énergie-temps.
Types de faisceaux d'allumage
Il existe trois types différents de faisceaux d'allumage:
- Faisceau de bougie en cuivre avec résistance antiparasitage;
- Faisceau à résistance en carbone;
- Faisceau à résistance inductive.
Ces trois types diffèrent les uns des autres par les matériaux utilisés comme conducteurs et par la résistance requise pour l'antiparasitage. Tous les types ci-dessus ont une gaine en caoutchouc de silicone. Même lorsqu'il est soumis à des températures allant jusqu'à 220 °C et en contact avec de l'huile ou de l'essence, ce matériau se fragilise et se fissure beaucoup plus lentement que le PVC, par exemple. Le caoutchouc de silicone répond donc aux exigences de la plus haute classe de résistance à la température selon la norme ISO 3808 (classe F, jusqu'à 220 °C).
usure
En raison de leur position de montage, les faisceaux d'allumage sont exposés à des contraintes élevées. En vieillissant, les points de contact en acier inoxydable ont tendance à rouiller. Cela augmente la résistance électrique du câble ainsi que le risque d'un défaut dans la bobine d'allumage.
Bien que la coque en caoutchouc de silicone offre une plus grande résistance, elle devient fragile avec le temps. En revanche, une gaine endommagée fait passer la tension d'allumage à la masse, ce qui peut entraîner des défauts d'allumage, un fonctionnement irrégulier du moteur et la présence de carburant non brûlé dans le convertisseur catalytique. Par conséquent, les câbles d'allumage doivent être contrôlés régulièrement et remplacés au premier signe d'usure.
Bobines d'allumage
Fonction
La bobine d'allumage est au début du processus d'allumage, où elle génère la haute tension qui entraîne la décharge de l'étincelle sur la bougie d'allumage. Plus précisément, la bobine d'allumage convertit la tension constante de la batterie (12 V) en une impulsion de plusieurs milliers de volts.
Evolution
Diverses évolutions ont contribué au développement de différents types de bobines d'allumage au fil des ans. Dans un premier temps, l'accent a été mis sur la prévention des défauts et l'amélioration de la fiabilité des allumages. Avec l'arrivée du convertisseur catalytique à trois voies au début des années 1980, puis de l'injection directe de carburant, la fiabilité, le contrôle précis et la spécification des différents paramètres d'allumage sont devenus de plus en plus importants. Cela n'était possible qu'avec des systèmes électroniques.
En raison du développement de moteurs turbocompressés modernes conformes aux normes Euro et réduisant la production de CO2 ainsi que la consommation de carburant, les exigences qui leur sont imposées sont devenues de plus en plus strictes. En particulier dans les domaines des tensions d'allumage plus élevées, de la résistance à la chaleur extrême, de la tolérance électromagnétique et de la réduction du poids. Aujourd'hui, de nombreux types différents de bobines d'allumage sont utilisés, tels que la bobine crayon et les systèmes de bobines d'allumage.
Les moteurs turbo modernes imposent des exigences élevées aux bobines d'allumage
Bobine d'allumage crayon
Les moteurs turbocompressés modernes nécessitent très peu d'espace. Dans le même temps, des tensions d'allumage élevées sont nécessaires et l'électronique sensible embarquée doit être protégée contre les interférences électromagnétiques. La bobine d'allumage crayon a été développée pour répondre à ces exigences. Ce type de bobine est relié directement à la bougie d'allumage. Il utilise le trou de bougie existant dans la culasse et n'occupe donc pas d'espace supplémentaire dans le compartiment moteur.
Les bobines d'allumage crayon à étincelle unique offrent un avantage significatif : la haute tension est générée très près de chaque bougie d'allumage et ne doit pas être acheminée par le faisceau de bougie. Les pertes potentielles par les raccords et les câbles sont pratiquement éliminées. Cependant, certaines bobines d'allumage fonctionnent avec la technologie à double étincelle, où une bougie d'allumage est activée directement et un câble d'allumage haute tension est nécessaire pour le raccord à la deuxième bougie d'allumage.
Systèmes complets de bobines d'allumage
Avec les systèmes de bobines d'allumage, appelés 'galerie', plusieurs bobines crayon sont combinées en un seul composant. Comme pour les bobines d'allumage crayon simples, les systèmes complets sont disponibles avec la technologie à étincelle simple ou double et avec ou sans module d'allumage. Dans la version à étincelle unique, ils doivent également comprendre une diode haute tension intégrée pour éviter tout allumage prématuré indésirable dû à une étincelle de démarrage. Les systèmes de bobines d'allumage peuvent générer une tension allant jusqu'à 40.000 V.
Merci à NGK Spark Plug
