Dispositif de bougie d'allumage

Dans les moteurs à combustion interne à essence, des bougies d'allumage sont utilisées pour allumer le mélange air-carburant. Une décharge électrique avec une tension de milliers de volts se produit entre les électrodes des bougies à chaque cycle du moteur et enflamme à certains moments le mélange air-carburant à l'intérieur du cylindre.

Pour la première fois, une bougie d'allumage, telle que nous la connaissons à ce jour, a été développée en 1902 par le scientifique Robert Bosch pour être alimentée par une magnéto haute tension, conçue dans l'atelier de son entreprise éponyme. À partir de ce moment, les bougies d'allumage ont commencé à être largement utilisées dans les moteurs à combustion interne, et le dispositif de bougie d'allumage n'a toujours pas été modifié structurellement, seuls les matériaux utilisés ont évolué.

Fondamentalement, la bougie d'allumage comprend les principaux éléments suivants: un boîtier métallique, un isolant et un conducteur central. Certaines bougies contiennent en outre une résistance intégrée entre l'électrode centrale et la borne de contact. Dans tous les cas, trois éléments modifiés sont à la base de toute bougie d'allumage.

Au sommet de la bougie se trouve une borne de contact, à laquelle les fils haute tension du système d'allumage ou une bobine haute tension séparée sont connectés. Les conceptions peuvent varier, mais le plus souvent, un contact encliquetable est fixé sur le dessus de la bougie ou fixé avec un écrou. Habituellement, la sortie du conducteur central vers la borne de contact est universelle: le contact à encliquetage est monté sur le filetage et, si nécessaire, se dévisse facilement.

L'isolateur de bougie est généralement en céramique d'oxyde d'aluminium, dont la résistance à la chaleur atteint 1000 ° C et la tension de claquage est d'au moins 60 kV. C'est la composition de l'isolant et ses dimensions qui déterminent le marquage thermique d'une bougie particulière. Le plus important est la partie supérieure de l'isolateur, qui est en contact direct avec l'électrode, elle détermine le bon fonctionnement de cette bougie.

Sur les bords de l'isolateur fait prolonger le chemin des nervures actuelles pour compliquer la panne électrique sur sa surface. Cette solution équivaut à allonger l'isolant. L'idée d'utiliser la céramique dans la construction d'une bougie d'allumage haute tension appartient à l'ingénieur allemand Gottlob Honold.

La base du corps de bougie est la soi-disant «jupe», qui sert à installer et à fixer la bougie sur le filetage de la culasse, ainsi qu'à évacuer la chaleur de l'isolateur et des électrodes. La jupe conduit un courant électrique entre l'électrode latérale de la bougie et la "masse" du système électrique du véhicule. Un joint est installé au-dessus de la jupe pour protéger contre la pénétration des gaz combustibles de la chambre de combustion vers l'extérieur.

L'électrode latérale de la bougie est en acier allié au manganèse et au nickel. Il est soudé au corps de la bougie par soudage par résistance. Cette électrode est toujours très chaude pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, ce qui peut entraîner un allumage luminescent. Certaines bougies ont plusieurs électrodes latérales.

La durabilité de ces électrodes peut être garantie si elles sont recouvertes d'un revêtement de métaux nobles tels que le platine - de cette façon, des bougies plus chères sont fabriquées qui peuvent durer 100 000 kilomètres, ce qui est parfois bénéfique, car dans les moteurs en V, le remplacement d'une bougie est un processus très long.

Le corps de bougie lui-même peut également jouer le rôle d'électrode latérale; depuis 1999, ces bougies sont apparues sur le marché sous le nom de bougies d'allumage à préchambre plasma. Ils sont équipés d'une buse sphérique spéciale résistante à la chaleur.

L'éclateur dans de telles bougies est circulaire, et la décharge électrique se déplace ici dans un chemin circulaire, et l'allumage primaire du mélange air-gaz se produit dans la préchambre. Cette solution assure l'autonettoyage des électrodes, car elles sont constamment soufflées, ce qui assure la prolongation de la durée de vie de la bougie. L'efficacité des bougies préchambres reste un point discutable.

Le cœur de la bougie est l'électrode centrale. Il est connecté à la borne de contact du produit via un joint en verre avec une résistance. Ceci afin de réduire les interférences radio provoquées par le système d'allumage. L'électrode centrale est équipée d'une pointe en alliages fer-nickel avec ajout de chrome et de cuivre. De l'yttrium peut être pulvérisé, une soudure de platine peut également parfois se produire, ou l'électrode peut être affinée et entièrement réalisée en iridium.

L'électrode centrale de la bougie est, en principe, sa partie la plus chaude. De plus, il doit assurer le bon niveau d'émission d'électrons pour qu'une étincelle y apparaisse, comme sur la cathode, facilement.

Étant donné que le champ électrique a une intensité maximale aux bords de l'électrode, une étincelle se forme précisément entre le bord pointu de l'électrode centrale et le bord de l'électrode latérale.Par conséquent, à ces endroits, le plus grand effet d'érosion électrique est observé.

Autrefois, il était de coutume pour les automobilistes de retirer de temps en temps des bougies et de nettoyer les traces d'érosion des électrodes. Maintenant, le problème est évité par les alliages utilisés dans les pointes (platine, yttrium, iridium), qui confèrent aux électrodes une durée de vie prolongée.

La distance entre l'électrode latérale du boîtier et l'électrode centrale de la bougie forme un espace pour l'étincelle. La taille de l'espace est un compromis entre la capacité de percer un espace dans un mélange air-essence comprimé et le volume de plasma qui se produit pendant la panne. Plus l'écart est grand - plus l'étincelle est grande, plus la probabilité d'inflammation du mélange de carburant est élevée, plus les exigences de qualité du carburant sont faibles.

Mais un jeu trop important peut entraîner une panne du curseur, des câbles et d'autres parties de la voiture. Un espace plus large est plus difficile à percer pour une étincelle, et elle aura tendance à s'infiltrer à travers l'isolant.

Le plus grand espace nécessite plus de tension pour des étincelles normales. Cependant, le système d'allumage a une valeur de tension constante, mais l'écart au niveau de la bougie peut, en principe, être modifié. De plus, plus les électrodes sont pointues, plus il est facile pour la haute tension de percer l'espace. Mais plus la pression dans le mélange de carburant est élevée, plus il est difficile de percer l'écart. Un compromis est également nécessaire ici.

Le jeu des bougies n'est pas une valeur constante réglée une fois. Il doit être ajusté au mode de fonctionnement actuel spécifique du moteur. Lors de la conversion d'une voiture en gaz liquéfié et comprimé, l'éclateur est réduit en raison d'une tension de claquage plus élevée que le mélange air-gaz.