Bougies

• Cycle de Beau de Rochas
• Rôle de la bougie
• Haute tension
• Types de bougies
• Haute tension
• Conseils pour le démontage et le remontage
• Interprétation de l'état des bougies
• Liens

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).

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:

• Isolation électrique: la haute tension doit être intégralement appliquée entre les électrodes, et il ne doit pas y avoir de fuite entre l'âme de la bougie et le corps de cette dernière.
• Faible isolation thermique: la bougie doit être capable de dissiper rapidement la chaleur produite lors du cycle d'explosion, y compris au travers de l'isolant thermique.
• Résistance mécanique: la matière isolante doit résister aux vibrations et aux contraintes de dilatation liées aux variations de température auxquelles sont soumises les bougies.
• Etanchéité: la bougie doit être parfaitement étanche, tant au niveau de son assemblage interne qu'au niveau du joint déformable qui assure l'étanchéité avec la culasse.
• Résista,ce à l'usure: les électrodes doivent se dégrader le plus lentement possible pour ne pas modifier la distance qui les sépare l'une de l'autre

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.

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.

Types de bougies

  Conseils pour le démontage et le remontage

Démontage:

• Evitez l'introduction de corps étrangers dans les cylindre. Si la cavité qui reçoit les bougies est encombrée de saletés, dépoussiérez (à la soufflette, ce serait l'idéal, sinon au pinceau)
• Démontez les bougies une à une, çà vous évitera de mélanger les fils haute tension

Remontage:

• Ne jamais remonter les bougies sur une culasse chaude
• Déposez un peu de graisse graphitée sur le filetage; ce n'est pas indispensable, mais çà contribue à la progressivité du serrage

• Dans la mesure du possible, vissez les premiers filets de la bougie à la main pour éviter de "foirer" le filetage. Si l'accès aux bougies est délicat emmanchez la bougie dans un bout de tuyau en caoutchouc

  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.

   

• Serrez au couple si possible (25 Nm) dans la mesure du possible.
• Vérifier l'état des fils à bougies: ils doivent être mats et souples; si ce n'est pas le cas, il y a fort à parier que les propriétés d'isolation électrique sont altérées. Prévoir l'échange.

  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

• Dépôt blanchâtre facile à enlever: mélange pauvre, température de fonctionnement élevée. Certains moteurs sont optimisés pour fonctionner dans ces conditions.
• Dépôt blanchâtre adhérent: Possible fuite de liquide de refroidissement.
• Dépôt charbonneux facile à enlever: mélange riche, température de fonctionnement modérée. Certains moteurs sont optimisés pour fonctionner dans ces conditions. Observable sur des bougies pas assez serrées (taux de compression plus faible).
• Dépôt charbonneux adhérent: Huile brûlée. Vérifier la viscosité (le mieux étant l'ennemi du bien, utiliser la viscosité préconisée); au pire, c'est peut être un problème de segmentation...
• Dépôt huileux: problème de chemise rayée ou de segmentation...

Le faisceau

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).

Le rôle imparti aux câbles

Liens

La genèse de l'allumage
http://www.educanet.ch/home/chrisphys/perso/ALLUMAGE.htm

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.htm

BOSCH
http://www.bosch.fr/actprod/equ_auto/perform/essence/rechang/pages/bougies.html

BERU
http://www.beru.com/english/produkte/zuendkerzen/ultrax.php

Un site passionnant...
http://users.bigpond.net.au/ergoff/splug1.htm

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