Bougies

Une page préparée par Didier

back.gif (853 octets) Cycle de Beau de Rochas

En fin de cycle de compression, la bougie est responsable de la formation d'un arc électrique dont l'énergie est suffisante pour déclencher le processus d'inflammation du mélange gazeux.

Cet arc électrique correspond à l'ionisation du mélange gazeux situé entre les électrodes de la bougies. Pour que ce processus puisse avoir lieu, il est nécessaire d'appliquer une haute tension (de l'ordre de 15 à 40 KV), de sorte que les électrons aient une énergie suffisante pour passer d'une électrode à l'autre en se frayant un chemin à travers la foule de molécules présentes à cet endroit.

Comme dans tout processus d'ionisation, la tension nécessaire pour amorcer l'ionisation est plus élevée que celle qui est nécessaire pour maintenir le processus (exemple: les tubes néons et leur dispositif de starter).

Sans entrer dans le détails du processus d'inflammation du mélange, rappelons cependant que le mélange s'enflammant par couches concentriques, la détente n'est pas immédiate et il est nécessaire de prévoir une certaine avance à l'allumage qui tient compte de la durée de combustion. En provoquant l'allumage avant que le piston n'atteigne le PMH (point mort haut), la force exercée sur ce dernier est maximale dés qu'il le dépasse. L'intervalle en degrés, par rapport au PMB (point mort bas) ou au PMH, entre l'instant où l'étincelle jaillit et le PMH, détermine l'avance à l'allumage.

Un retard à l'explosion entraîne une perte de puissance, tandis qu'une avance provoque une explosion instantanée du mélange (détonation). La correction de l'avance ou du retard se fait, soit de manière prédictive (20NE), soit en boucle fermée, à l'aide d'un capteur de cliquetis (autres motorisations).

back.gif (853 octets) Rôle de la bougie

Les bougies sont donc des électrodes à l'extrémité desquelles se produit l'arc électrique décrit plus haut. Elles sont soumises à de sévères contraintes mécaniques, thermiques et électriques et doivent répondre au cahier des charges suivant:

Nota: Bougies simple électrode? Bougies à électrodes multiples? Le débat n'est pas nouveau. Personnellement, j'utilise des bougies simple électrode... que je vérifie régulièrement.

back.gif (853 octets) Haute tension

Classiquement, la haute tension est produite par un dispositif magnéto électrique associant un transformateur (appelé bobine) et un interrupteur (rupteur). Le primaire du transformateur, de type coaxial, est alimenté en 12Volts, est commandé par l'interrupteur. Lorsque l'interrupteur est fermé, le courant circule à travers l'enroulement du primaire et le noyau métallique autour duquel l'enroulement se trouve emmagasine une énergie de réaction (un peu comme un ressort que l'on comprime). Lorsque l'interrupteur est brusquement ouvert, l'énergie emmagasinée est libérée et le flux magnétique passant à travers l'enroulement du secondaire produit un courant à travers cette dernière. Du fait du très grand nombre de spires de l'enroulement secondaire, une très haute tension (de l'ordre de quelques dizaines de milliers de Volts) est produite aux bornes de cette dernière.

L'interrupteur autrefois mécanique est à présent électronique, ce qui permet une commande extrêmement précise du moment de déclenchement de l'étincelle. Sur les motorisations 20NE (8 soupapes) , il n'y a qu'une bobine associée à un rupteur électronique; la bobine est reliée à un distributeur rotatif (tête de delco) dont chacun des quatre pôles de sortie est relié à une bougie. Sur les motorisation 20XE (16 soupapes) il y a une bobine par paire de cylindres (allumage selon le principe de l'étincelle perdue). Ce dernier dispositif se dispense du distributeur et réduit les liaisons électriques à haute tension.

La pointe de la bougie étant plus chaude que l'électrode soudée sur le corps de la bougie, elle est à même de céder plus facilement des électrons périphériques. Aussi cette pointe est elle polarisée négativement, de sorte que les électrons (toujours négatifs) la quittent et son attirés par l'électrode soudée sur le corps de la bougie (qui, bien qu'étant reliée à la masse de la voiture, se trouve à un potentiel plus élevé).

La forme annelée du sommet de la bougie limite les fuites électriques en allongeant le trajet que pourraient suivre les électrons le long de l'isolant.

back.gif (853 octets) Types de bougies

Bougie froide Bougie chaude
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La masse de matière isolante autour de l'électrode est importante. Ainsi la chaleur emmagasinée par l'électrode est rapidement dissipée vers l'extérieur, via le corps métallique de la bougie et la culasse, elle même refroidie par le liquide de refroidissement. L'électrode reste donc plus froide La masse de matière isolante autour de l'électrode est faible. Ainsi la chaleur emmagasinée par l'électrode est lentement dissipée vers l'extérieur, via le corps métallique de la bougie et la culasse, elle même refroidie par le liquide de refroidissement. L'électrode reste donc plus chaude
Avantages: Avantages:
  • Diminution de l'usure, durée de vie allongée
  • Diminution du risque d'auto allumage
  • Démarrages à froid facilités
  • Encrassement moindre
  • Inconvénients: Inconvénients:
  • Nécessité d'une avance un peu plus importante
  • Nécessité d'une tension plus élevée
  • Démarrages à froid plus délicats
  • Encrassement plus important si exploitation en régime normal
  • Risques d'auto allumage et de cliquetis
  • Usure plus rapide
  • back.gif (853 octets)  Conseils pour le démontage et le remontage

    Démontage:

    Remontage:

    Le truc: Pour être sûr de visser la bougie d'aplomb: poussez la bougie contre le filetage et tournez la dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à sentir un petit déclic correspondant au passage de l'amorce du filet; juste à ce moment là tournez la bougie dans le sens des aiguilles d'une montre.

    back.gif (853 octets)  Interprétation de l'état des bougies

    Je trouve que certains éditeurs y vont très fort lorsqu'ils montrent des photos comparatives de l'état de bougies. On y voit des électrodes fondues, des isolants cassés, des électrodes engluées dans la graisse (http://www.theultralightplace.com/sparkplugs.htm). Si vos bougies ressemblent à ces visions d'horreur, le reste du moteur est aussi HS, foncez à la rubrique petites annonces du forum!

    Plus simplement et de manière plus réaliste, voici un petit récapitulatif des cas de figure possibles

    Encrassement normal:

    back.gif (853 octets) Le faisceau

    Important: Le circuit d'allumage met en jeu de très hautes tensions (une cinquante de fois la tension des prises électriques domestiques, pour donner une idée). Ne vous vous aventurez pas à "bricoler" ce circuit quand le moteur est en marche.

    L'expérience montre que la plupart des problèmes d'allumage ne proviennent pas des bougies mais du faisceau d'alimentation des bougies (mais aussi du distributeur, alias la tête Delco, lorsqu'il y en a un).

    Avec le temps les propriétés isolantes des câbles se dégradent, et le flux d'électrons fuit! Il y plusieurs façon de le mettre en évidence.

    back.gif (853 octets) Liens

    Incontournable car très didactique
    http://auto.howstuffworks.com/engine.htm

    Une publication traitant des différentes bougies de la marque CHAMPION
    http://www.edelbrock.com/automotive/sparkplugs.html

    A propos de fils d'alimentation des bougies
    http://www.magnecor.com/magnecor1/truth.htm

    NGK
    http://www.ngk.com

    CHAMPION
    http://www.championsparkplugs.com/index.php

    Bougicord (le catalogue)
    ..\docs\SparkPlugs01 Bougicord.pdf

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