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Les bougies d’allumage d’une voiture

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La bougie a pour fonction d’enflammer le mélange carburé injecté dans le cylindre. Elle est à la base de ce que l’on appelle le système d’allumage commandé, propre aux moteurs à essence, à biocarburant ou encore à GPL ou Gaz naturel. Elle produit une étincelle à partir du courant électrique haute tension qui lui arrive en provenance de la bobine par l’intermédiaire du distributeur et de son fil. Cette étincelle qui éclate entre les électrodes, enflamme le mélange carburé, fortement comprimé et échauffé, qui l’entoure, pour repousser la pistion et initier la phase de détente. Cette atmosphère offre au passage du courant une résistance d’autant plus grande que les électrodes sont fortement écartées, que le mélange est riche et que la compression est élevée.

Bougie automobile : sous haut voltage

Le courant doit donc arriver sous une tension d’au moins 12000 à 15000 Volts sur le plot de la bougie. Celle-ci comporte une électrode centrale qui la traverse de part en part à partir du plot et reçoit le courant. Cette électrode est noyée dans un isolant spécial, résistant aux hautes températures ; il est parfois fondu sur l’électrode afin de réaliser la meilleure liaison possible. L’isolant ne recouvre pas l’électrode jusqu’à son extrémité, mais seulement à un ou deux millimètres de celle-ci. L’isolant lui-même est serti dans le culot qui comporte : un filetage permettant de le visser dans la culasse, et six pans pour autoriser le serrage.

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À l’extrémité du culot fileté, une électrode de masse est soudée latéralement et recourbée au-dessus de l’électrode centrale. Le courant arrive par le câble sur la borne de la bougie, puis traverse le corps le long de la tige de connexion jusqu’à l’électrode centrale. Il n’a plus alors aucune issue puisqu’il est entouré par l’isolant et il est obligé de traverser l’espace existant entre l’électrode centrale et l’électrode latérale de masse à travers le mélange carburé. Il se produit l’étincelle qui provoque l’inflammation de ce mélange.

Bougie automobile : les électrodes

La pointe de l’électrode centrale peut atteindre 700 ° C et celle de l’électrode latérale de masse 550 °C. Ces températures décroissent très rapidement à l’intérieur de la bougie d’allumage pour ne plus atteindre que 250 °C environ au cour de l’isolant, à peu près à la hauteur des six pans de serrage. Les électrodes, et surtout l’électrode centrale, doivent donc résister à des conditions de travail très dures : c’est pourquoi les métaux les plus sophistiqués sont parfois utilisés. Ce métal doit offrir une bonne résistance à la chaleur et une bonne conductibilité électrique. Il s’agit presque toujours d’un alliage : nickel/cuivre en général, mais on trouve aussi parfois du tungstène, du platine, de l’iridium, du chrome, etc. L’or et l’argent sont quelquefois utilisés purs, ou associés à d’autres métaux (or/paladium, par exemple). Les techniques de fabrication ont aussi été considérablement améliorées ; la tige de connexion et l’électrode centrale, parfois enveloppées de cuivre, sont recouvertes de silice fondue pour améliorer la liaison et l’étanchéité avec l’isolant. En effet, si l’étanchéité et l’adhérence ne sont pas parfaites, il peut se produire une fuite de courant ou une rupture de l’isolant.

 


Bougie automobile : température de fonctionnement

L’isolant porcelaine en stéatite ou sillimanite est le plus employé. Malheureusement, il résiste mal aux variations ou chocs thermiques rapides. Le mica y est beaucoup moins sensible. L’oxyde d’aluminium fritté (ou sintérisé) est encore plus évolué.

 

La température de fonctionnement de l’extrémité de l’électrode et de l’isolant joue un rôle important. Elle permet d’échauffer suffisamment le mélange carburé pour en faciliter l’inflammation et de brûler les particules de carbone ou les minuscules gouttelettes de carburant et de lubrifiant qui se déposent sur les électrodes ; ainsi, elles ne se salissent pas et l’isolant reste sec. Sinon, lorsque la bougie est encrassée ou mouillée, l’étincelle est insuffisante, ou le courant fuit vers la masse en longeant l’isolant ; il n’y a plus d’étincelle du tout. On dit que la bougie est « noyée ».

 

La température de la bougie ne doit pas être trop basse pour éviter l’encrassement des électrodes, le court-circuit et la suppression totale de l’étincelle. De plus, dans ces conditions, l’allumage est mou. Cependant, la température ne doit pas être trop élevée non plus, car il se produit alors un « auto-allumage » du mélange, les parties les plus exposées et les plus chaudes de la bougie étant portées au rouge : le mélange est enflammé sans étincelle, simplement au contact du métal chauffé. L’auto-allumage provoque une diminution de puissance, fatigue l’embiellage, entraîne le cognement ou le cliquetis et, surtout, expose au risque de percer un piston. La température de fonctionnement de la bougie a un rôle primordial et doit être soigneusement adaptée au type de moteur et à l’utilisation à laquelle elle est destinée. C’est pourquoi, l’indice thermique de la bougie, déterminé par ses capacités d’écoulement thermique, est sa caractéristique première.

 



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Voir aussi :
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