Le système électrique
La
bougie est l'élément du système d'allumage qui fait jaillir l'étincelle
dans la chambre d'explosion des moteurs à combustion interne. La bougie
doit conduire le courant à haute tension et le décharger sous forme d'étincelle
pour enflammer le mélange air-essence.
L'isolant a deux
fonctions : 1-
Assurer l'acheminement de la haute tension le long de l'électrode
centrale en évitant sa dispersion (pour obtenir ceci, l'isolant doit empêcher
la dispersion du courant électrique au-delà de 30 000 V, à des températures
comprises entre - 46 °C et + 930 °C); 2- Être un bon conducteur
de chaleur de manière à dissiper la chaleur produite par la combustion,
laquelle pourrait endommager l'électrode, et avoir un coefficient de
dilatation permettant une dilatation uniforme des éléments de la bougie.
Les matériaux les plus souvent employés pour la fabrication des isolants et qui en général, satisfont les conditions requises sont : la sillimanite d'alumine pure ou en alliage, la stéatite et la mullite (composé d'alumine et de sillimanite). Le culot de la bougie est en acier au souffre (à teneur moyenne de carbone) et au manganèse.
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Coupe d’une bougie conventionnelle |
4.2
- Le degré thermique de la bougie
On appelle bougie froide, une bougie qui, par rapport aux autres, possède un bec d'isolant relativement court et transmet très rapidement la chaleur au système de refroidissement du moteur. Ce type de bougie est employé pour éviter la surchauffe des moteurs poussés. La bougie chaude, au contraire, possède un bec d'isolant beaucoup plus long qui transmet la chaleur à l'extérieur beaucoup plus lentement.
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Les
données sur l'application des bougies fournies par les fabricants se référent
généralement aux moteurs marchant à l'essence. Toutefois, de nombreux
moteurs peuvent être adaptés ou modifiés pour fonctionner au kérosène,
au gaz de pétrole liquéfié, au gaz naturel (méthane) ou avec une
combinaison de ces carburants.
La modification consiste souvent à changer seulement le carburant ou à
introduire des appareillages spéciaux destinés, dans le cas de gaz
comprimés, à assurer la fonction de réducteurs de pression. En tout
cas, il est nécessaire de faire varier le degré thermique de la bougie
et la distance entre les électrodes.
Des
dépôts de toutes sortes se constituent dans la chambre de combustion du
moteur et sur les bougies. Ces dépôts présentent des caractéristiques
propres de résistance électrique et de température. Le tableau suivant
montre différents types de dépôts et d’usures.
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Conditions normales |
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Dépôts carbonés |
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Surchauffe |
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Préallumage |
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Encrassement |
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Dépôts d'additifs |
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Détonation |
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Choc |
Le
calage de l'allumage est le facteur qui influence essentiellement la température
de fonctionnement de la bougie et sa durée. Il ne faut donc pas oublier
que la courbe d'avance du delco doit être maintenue dans des limites établies
par le fabricant.
Augmenter l'avance est une méthode qui est souvent employée pour majorer
la puissance moteur. Dans des conditions données, un petit accroissement
de puissance est cependant suivi d'une augmentation considérable de la
température dans la chambre de combustion, accompagnée d'une surchauffe
des bougies et d'un risque de préallumage.
En général, le préallumage se manifeste lorsque des dépôts de la
combustion, concentrés dans la chambre, sur les soupapes ou sur une
bougie surchauffée, atteignent une température capable d'enflammer le mélange
air-carburant avant que jaillisse l'étincelle.
4.6
- Les défauts de carburation
Une
carburation trop pauvre provoque une augmentation de la température des
bougies, par contre, une carburation trop riche entraîne un effet
contraire.
Dans ce cas, l'abaissement de la température de fonctionnement amène la
formation et l'accroissement de dépôts de carbone noirs et fuligineux
sur la pointe de l'isolant. Par ailleurs, aux bas régimes du moteur, la
température peut s'abaisser au point d'empêcher le fonctionnement du
moteur et, par conséquent, l'élimination des dépôts qui se forment.
Ces divers facteurs peuvent provoquer des ratés d'allumage.
Notons que, même avec des bougies correctement montées et avec le degré
thermique préconisé, un mélange trop riche peut néanmoins provoquer
quelques inconvénients de fonctionnement. Avec les moteurs modernes, il
est conseillé de conduire sans maintenir des régimes trop faibles.
Lorsqu'une ou plusieurs bougies ont tendance à s'encrasser en raison d'un
mélange trop riche, il convient d'effecteur de temps à autre une brève
«reprise» à haut régime.
Le démarreur est un moteur électrique auxiliaire alimenté par la batterie d'accumulateurs et destiné à lancer un moteur à combustion interne pour lui permettre de démarrer.
Ce dernier ne pouvant démarrer par lui-même comme le moteur à vapeur, un régime de rotation suffisant doit lui être imprimé pour alimenter les cylindres. Le couple à transmettre par le démarreur dépend des forces de frottement, du rapport volumétrique du moteur, du nombre de cylindres et de la température ambiante.
Longtemps,
le démarrage des voitures de course privées de démarreur électrique,
s'effectua grâce à un appareil auxiliaire pneumatique ou électrique.
C’est encore le cas en Formule 1.
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Démarreur |
Cette caractéristique est nécessaire pour que le démarreur fournisse un couple maximal à une vitesse de rotation très basse. Le couple de lancement au départ est en effet très important. La puissance du démarreur est calculée en fonction du couple résistant moyen et du régime de démarrage à basse température. Ensuite, il faut déterminer la capacité de la batterie, qui doit être suffisante pour permettre un nombre satisfaisant de démarrages à une température d'environ 20°C.
La section des câbles d'alimentation du démarreur est calculée en fonction de sa puissance. Il faut éviter des chutes de tension le long des câbles (dans ce but, le démarreur doit être placé le plus près possible de la batterie) et leur échauffement. Le démarreur électrique fournissant sa puissance maximale à 2000 tr/mn (c'est-à-dire à un régime supérieur au régime de démarrage du moteur), on intercale donc un réducteur.
Le
rapport de réduction couronne-volant varie de 1/8 à 1/15 selon le
moteur. Pour éviter l'entraînement du démarreur après la mise en route
du moteur, son pignon est monté sur une roue libre. Lorsque
l'alimentation est interrompue, le désengagement du pignon est
automatique.
Les systèmes d'engagement les plus utilisés sont :
- Automatique, à commande par vis sans fin (type Bendix);
- Mécanique, par poussoir (levier actionné à la main ou par une pédale);
- Électromagnétique (électro-aimant poussant le pignon sur la couronne, enclenché par le contact d'allumage).
En ce qui concerne la mise en action du démarreur, il est recommandé de ne pas l'actionner plus de vingt secondes sans interruption, et un intervalle est nécessaire entre chaque tentative pour le refroidissement. La commande doit être lâchée dés que le moteur tourne.
Enfin, pour ne pas détériorer les dents, le démarreur ne doit jamais être actionné tant que le pignon n'est pas immobilisé.
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