Bougie d'allumage s'est quoi,elle sert a quoi
Message posté...: Dim 27 Fév 2011 12:12la bougie d'allumage 
La bougie d'allumage est un dispositif électrique présent sur les moteurs à allumage commandé provoquant l'inflammation du mélange gazeux dans la chambre de combustion. Pour cela, elle doit pouvoir générer des centaines d'arcs électriques par minute tout en résistant à la chaleur et à la pression engendrées par les explosions à l'intérieur du cylindre.
La bougie d'allumage tire son nom du système d'allumage des anciens moteurs, où une mèche incandescente provoquait la combustion du mélange, rappelant ainsi les bougies d'éclairage. Elle fait son apparition en 1876 sur un moteur Lenoir mais prend réellement de l'ampleur en 1902, lorsque Bosch la combine à une magnéto haute tension.
Avec près de 56 millions d'automobiles nécessitant un système d'allumage construites chaque année, ce sont en moyenne 280 millions de bougies d'allumage qui doivent être produites annuellement[1].
Principe
La bougie d'allumage est un élément du système d'allumage du moteur à allumage commandé. Elle permet la création d'un arc électrique — ou étincelle — grâce à la haute tension, fournie aux électrodes par la bobine au moment où le système de rupteurs le commande, permettant la combustion du mélange gazeux, libérant ainsi l'énergie. En effet, pour créer l'inflammation d'un fluide ou d'un solide, il est nécessaire de remplir les conditions du triangle du feu, à savoir la présence conjointe d'un comburant, d'un combustible et d'une source de chaleur, ou énergie d'activation. Dans un moteur, le comburant est l'air, le combustible, l'essence, et la source de chaleur est apportée par la bougie d'allumage[15].
La tension nécessaire pour déclencher l'arc électrique est de l'ordre de 10 kV pour un taux de compression voisin de 10. À la pression atmosphérique, cette tension de claquage serait 10 fois plus faible. Dès l'ouverture du circuit d'alimentation, la tension aux bornes du circuit primaire de la bobine ne cesse d'augmenter jusqu'à atteindre la tension d'ionisation, nécessaire à la création de l'arc électrique.
Histoire
L'allumage d'un mélange air-carburant par une étincelle est préconisé par l'Italien Alessandro Volta, en 1777, puis par François Isaac de Rivaz pour le moteur à combustion interne, appelé communément « moteur à explosion » en 1807[2]. En 1885, le Belge Étienne Lenoir, alors occupé à la conception de moteurs thermiques — technique de propulsion automobile tout juste née de l'application pratique du cycle thermodynamique de Beau de Rochas — invente un système d'allumage, très proche des bougies d'allumage actuellement utilisées, nécessaire au fonctionnement de ces derniers[3],[4].
Ce n'est qu'en 1902, à une époque où les automobiles sont en plein essor, que la fabrication des bougies prend réellement de l'ampleur. Cette année là, le constructeur allemand Robert Bosch livre ses premières bougies d'allumage, dont il avait déposé le brevet en 1894[3], et la première magnéto haute tension, permettant d'apporter la solution au problème majeur d'allumage des moteurs thermiques[5]. Plus d'un siècle plus tard, Bosch demeure le premier producteur mondial de bougies d'allumage[6].
Électrodes
Les électrodes sont des conducteurs électriques reliés indirectement à la batterie du véhicule entre lesquelles est générée, en raison d'une haute tension à leurs bornes, l'étincelle nécessaire à l'inflammation du carburant. L'écartement des électrodes est fixé par le constructeur du moteur en fonction du taux de compression, du carburant utilisé, de la puissance de la bobine d'allumage et de l'énergie escomptée. L'électrode située dans l'axe de la bougie est dénommée « électrode centrale » ; elle est nécessairement unique. Les électrodes en regard de celle centrale sont dénommées « électrodes de masse ». En raison de l'électronique de plus en plus présente dans les automobiles, l'électrode centrale est parfois prolongée par une résistance susceptible de filtrer les émissions électromagnétiques parasites produites par l'ensemble bobine et bougie du système d'allumage.
En raison des réactions chimiques induites par la combustion des gaz, de la chaleur dégagée par l'explosion et de celle générée par les arcs électriques, les électrodes doivent résister à des effets de corrosion importants. C'est la raison pour laquelle elles sont généralement recouvertes d'alliages composés de nickel, d'argent ou de platine. La température de fusion du nickel est d'environ 1 450 °C tandis que celle du platine atteint les 1 770 °C et l'iridium, près de 2 400 °C. Elles peuvent être soumises à une usure excessive, voire fondre lors de surchauffe. Des électrodes trop chaudes sont susceptibles d'entraîner un pré-allumage du moteur, source de grandes détériorations du piston[11]. La plage de fonctionnement normal des électrodes est de 450 à 850 °C. Le mélange s'enflamme avant l'étincelle au-dessus de 1 000 °C.
Coupe d'une bougie d'allumage.
De nombreux dépôts peuvent également se former sur les électrodes de la bougie, diminuant grandement ses capacités. Des dépôts carbonés se forment lors d'un usage prolongé du starter, d'un allumage faible ou retardé lorsque le taux de compression est faible ou encore lorsque la bougie est trop froide (en dessous de 450 °C). Les moteurs plus récents sont sujets à d'épais dépôts d'additifs dus aux carburants modernes. Les bougies peuvent être encrassées lors d'un problème d'huile[11].
Dissipation de la chaleur
La bougie doit également évacuer la chaleur vers la culasse. En effet, l'électrode, et plus généralement tout élément en contact avec le mélange présent dans la chambre de combustion, ne doit pas devenir un point chaud, sous peine de créer des problèmes d'auto-allumage. C'est pourquoi :
* l'isolant électrique doit avoir une bonne conductivité thermique ;
* le contact de la bougie avec la culasse doit être parfait. Cette condition est obtenue en serrant la bougie au couple en utilisant, idéalement, une clé dynamométrique. Pour mémoire, le couple de serrage est généralement compris entre 10 et 30 Nm. Néanmoins, il ne s'agit que de données standards, variant selon le type et la dimension des bougies.
L'essentiel de la chaleur, près de 75 %, s'évacue au niveau du filetage et de la bague d'étanchéité. Le reste de la chaleur est dissipée par la partie supérieure de la bougie jusqu'à la culasse. Un indice thermique est établi afin de déterminer la réponse de la bougie à des températures moteurs différents. Les bougies d'allumage « froides » ont un coefficient thermique faible, une faible absorption de chaleur et une bonne dissipation thermique. Elles sont donc destinées aux moteurs de hautes performances, soumis à des températures élevées, tandis que les bougies d'allumage « chaudes » possèdent un coefficient thermique élevé, une grande absorption thermique et une faible dissipation de chaleur. Elles équipent les moteurs de rendement plus faible.
Concrètement, on fait varier l'indice thermique d'une bougie en jouant sur la longueur du bec d'isolant : le bec est plus long pour une bougie chaude. Dans une bougie froide, le trajet entre l'électrode, l'isolant et le culot est plus court. source : wilkipédia
La bougie d'allumage est un dispositif électrique présent sur les moteurs à allumage commandé provoquant l'inflammation du mélange gazeux dans la chambre de combustion. Pour cela, elle doit pouvoir générer des centaines d'arcs électriques par minute tout en résistant à la chaleur et à la pression engendrées par les explosions à l'intérieur du cylindre.
La bougie d'allumage tire son nom du système d'allumage des anciens moteurs, où une mèche incandescente provoquait la combustion du mélange, rappelant ainsi les bougies d'éclairage. Elle fait son apparition en 1876 sur un moteur Lenoir mais prend réellement de l'ampleur en 1902, lorsque Bosch la combine à une magnéto haute tension.
Avec près de 56 millions d'automobiles nécessitant un système d'allumage construites chaque année, ce sont en moyenne 280 millions de bougies d'allumage qui doivent être produites annuellement[1].
Principe
La bougie d'allumage est un élément du système d'allumage du moteur à allumage commandé. Elle permet la création d'un arc électrique — ou étincelle — grâce à la haute tension, fournie aux électrodes par la bobine au moment où le système de rupteurs le commande, permettant la combustion du mélange gazeux, libérant ainsi l'énergie. En effet, pour créer l'inflammation d'un fluide ou d'un solide, il est nécessaire de remplir les conditions du triangle du feu, à savoir la présence conjointe d'un comburant, d'un combustible et d'une source de chaleur, ou énergie d'activation. Dans un moteur, le comburant est l'air, le combustible, l'essence, et la source de chaleur est apportée par la bougie d'allumage[15].
La tension nécessaire pour déclencher l'arc électrique est de l'ordre de 10 kV pour un taux de compression voisin de 10. À la pression atmosphérique, cette tension de claquage serait 10 fois plus faible. Dès l'ouverture du circuit d'alimentation, la tension aux bornes du circuit primaire de la bobine ne cesse d'augmenter jusqu'à atteindre la tension d'ionisation, nécessaire à la création de l'arc électrique.
Histoire
L'allumage d'un mélange air-carburant par une étincelle est préconisé par l'Italien Alessandro Volta, en 1777, puis par François Isaac de Rivaz pour le moteur à combustion interne, appelé communément « moteur à explosion » en 1807[2]. En 1885, le Belge Étienne Lenoir, alors occupé à la conception de moteurs thermiques — technique de propulsion automobile tout juste née de l'application pratique du cycle thermodynamique de Beau de Rochas — invente un système d'allumage, très proche des bougies d'allumage actuellement utilisées, nécessaire au fonctionnement de ces derniers[3],[4].
Ce n'est qu'en 1902, à une époque où les automobiles sont en plein essor, que la fabrication des bougies prend réellement de l'ampleur. Cette année là, le constructeur allemand Robert Bosch livre ses premières bougies d'allumage, dont il avait déposé le brevet en 1894[3], et la première magnéto haute tension, permettant d'apporter la solution au problème majeur d'allumage des moteurs thermiques[5]. Plus d'un siècle plus tard, Bosch demeure le premier producteur mondial de bougies d'allumage[6].
Électrodes
Les électrodes sont des conducteurs électriques reliés indirectement à la batterie du véhicule entre lesquelles est générée, en raison d'une haute tension à leurs bornes, l'étincelle nécessaire à l'inflammation du carburant. L'écartement des électrodes est fixé par le constructeur du moteur en fonction du taux de compression, du carburant utilisé, de la puissance de la bobine d'allumage et de l'énergie escomptée. L'électrode située dans l'axe de la bougie est dénommée « électrode centrale » ; elle est nécessairement unique. Les électrodes en regard de celle centrale sont dénommées « électrodes de masse ». En raison de l'électronique de plus en plus présente dans les automobiles, l'électrode centrale est parfois prolongée par une résistance susceptible de filtrer les émissions électromagnétiques parasites produites par l'ensemble bobine et bougie du système d'allumage.
En raison des réactions chimiques induites par la combustion des gaz, de la chaleur dégagée par l'explosion et de celle générée par les arcs électriques, les électrodes doivent résister à des effets de corrosion importants. C'est la raison pour laquelle elles sont généralement recouvertes d'alliages composés de nickel, d'argent ou de platine. La température de fusion du nickel est d'environ 1 450 °C tandis que celle du platine atteint les 1 770 °C et l'iridium, près de 2 400 °C. Elles peuvent être soumises à une usure excessive, voire fondre lors de surchauffe. Des électrodes trop chaudes sont susceptibles d'entraîner un pré-allumage du moteur, source de grandes détériorations du piston[11]. La plage de fonctionnement normal des électrodes est de 450 à 850 °C. Le mélange s'enflamme avant l'étincelle au-dessus de 1 000 °C.
Coupe d'une bougie d'allumage.
De nombreux dépôts peuvent également se former sur les électrodes de la bougie, diminuant grandement ses capacités. Des dépôts carbonés se forment lors d'un usage prolongé du starter, d'un allumage faible ou retardé lorsque le taux de compression est faible ou encore lorsque la bougie est trop froide (en dessous de 450 °C). Les moteurs plus récents sont sujets à d'épais dépôts d'additifs dus aux carburants modernes. Les bougies peuvent être encrassées lors d'un problème d'huile[11].
Dissipation de la chaleur
La bougie doit également évacuer la chaleur vers la culasse. En effet, l'électrode, et plus généralement tout élément en contact avec le mélange présent dans la chambre de combustion, ne doit pas devenir un point chaud, sous peine de créer des problèmes d'auto-allumage. C'est pourquoi :
* l'isolant électrique doit avoir une bonne conductivité thermique ;
* le contact de la bougie avec la culasse doit être parfait. Cette condition est obtenue en serrant la bougie au couple en utilisant, idéalement, une clé dynamométrique. Pour mémoire, le couple de serrage est généralement compris entre 10 et 30 Nm. Néanmoins, il ne s'agit que de données standards, variant selon le type et la dimension des bougies.
L'essentiel de la chaleur, près de 75 %, s'évacue au niveau du filetage et de la bague d'étanchéité. Le reste de la chaleur est dissipée par la partie supérieure de la bougie jusqu'à la culasse. Un indice thermique est établi afin de déterminer la réponse de la bougie à des températures moteurs différents. Les bougies d'allumage « froides » ont un coefficient thermique faible, une faible absorption de chaleur et une bonne dissipation thermique. Elles sont donc destinées aux moteurs de hautes performances, soumis à des températures élevées, tandis que les bougies d'allumage « chaudes » possèdent un coefficient thermique élevé, une grande absorption thermique et une faible dissipation de chaleur. Elles équipent les moteurs de rendement plus faible.
Concrètement, on fait varier l'indice thermique d'une bougie en jouant sur la longueur du bec d'isolant : le bec est plus long pour une bougie chaude. Dans une bougie froide, le trajet entre l'électrode, l'isolant et le culot est plus court. source : wilkipédia
Chapeau bas messieurs....j'en apprends tous les jours.