Dans cet article, nous allons discuter de:- 1. Introduction aux systèmes d’allumage 2. Les types de systèmes d’allumage 3. Système d’allumage électronique.

Introduction aux systèmes d’allumage :

Nous savons que dans le cas des moteurs à combustion interne (IC), la combustion de l’air et du carburant a lieu à l’intérieur du cylindre du moteur et les produits de la combustion se dilatent pour produire un mouvement alternatif du piston. Ce mouvement alternatif du piston est à son tour converti en mouvement rotatif du vilebrequin par l’intermédiaire de la bielle et de la manivelle.

Ce mouvement rotatif du vilebrequin est à son tour utilisé pour entraîner les générateurs pour produire de l’énergie.

Nous savons également qu’il existe 4 cycles d’opérations à savoir, l’aspiration ; la compression ; la production d’énergie et l’échappement.

Ces opérations sont effectuées soit pendant les 2 temps du piston, soit pendant les 4 temps du piston et en conséquence, on les appelle moteurs à cycle à 2 temps et moteurs à cycle à 4 temps.

Dans le cas des moteurs à essence, pendant l’opération d’aspiration, une charge d’air et de carburant d’essence sera aspirée. Pendant la compression, cette charge est comprimée par le piston qui se déplace vers le haut. Et juste avant la fin de la compression, la charge d’air et de carburant est enflammée par l’étincelle produite par la bougie d’allumage. Et le système d’allumage fait la fonction de produire l’étincelle dans le cas des moteurs à allumage commandé.

La bougie d’allumage utilisée avec les moteurs à essence se compose principalement d’une électrode centrale et d’une languette métallique. L’électrode centrale est recouverte au moyen d’un matériau isolant en porcelaine. Par l’intermédiaire de la vis métallique, la bougie d’allumage est montée dans la bougie de la culasse. Lorsque la tension haute tension de l’ordre de 30000 volts est appliquée entre les électrodes d’étincelles, le courant saute d’une électrode à l’autre produisant une étincelle.

Alors que dans le cas des moteurs diesel (Compression Ignition-CI), seul l’air est aspiré lors de l’opération d’aspiration et en comprimé lors de l’opération de compression et juste avant la fin de la compression, lorsque le carburant diesel est injecté, il s’enflamme en raison de la chaleur de compression de l’air.

Une fois que la charge est allumée, la combustion commence et les produits de la combustion se dilatent c’est-à-dire qu’ils forcent le piston à se déplacer vers le bas c’est-à-dire qu’ils produisent de la puissance et après avoir produit la puissance les gaz sont évacués pendant l’opération d’échappement.

Types de systèmes d’allumage :

Basiquement, les systèmes d’allumage par convection sont de 2 types :

1. Système d’allumage par batterie ou bobine

2. Système d’allumage par magnéto

Ces deux systèmes d’allumage, conventionnels, fonctionnent sur le principe de l’induction électromagnétique mutuelle. Le système d’allumage par batterie était généralement utilisé dans les 4 roues, mais de nos jours, il est plus couramment utilisé dans les 2 roues également (c’est-à-dire, démarrage par bouton, 2 roues comme Pulsar. Kinetic Honda ; Honda-Activa, Scooty, Fiero etc.). Dans ce cas, une batterie de 6 V ou 12 V fournira le courant nécessaire dans l’enroulement primaire.

Dans ce cas, la magnéto produira et fournira le courant à l’enroulement primaire. Donc, dans le système d’allumage par magnéto, la magnéto remplace la batterie.

I. Système d’allumage par batterie ou par bobine :

La figure 29.2 montre le schéma de ligne du système d’allumage par batterie pour un moteur à essence à 4 cylindres. Il se compose principalement d’une batterie de 6 ou 12 volts, d’un ampèremètre, d’un commutateur d’allumage, d’un auto-transformateur (transformateur élévateur), d’un disjoncteur, d’un condensateur, d’un rotor de distributeur, de pointes de contact de distributeur, de bougies d’allumage, etc.

Notez que la figure 29.2 montre le système d’allumage pour un moteur à essence à 4 cylindres, ici il y a 4 bougies d’allumage et la came du disjoncteur a 4 coins. (Si c’est pour un moteur à 6 cylindres, il y aura 6 bougies d’allumage et la came du rupteur de contact sera un hexagone parfait).

Le système d’allumage est divisé en 2 circuits :

(i) Circuit primaire :

Il est constitué d’une batterie de 6 ou 12 V, d’un ampèremètre, d’un commutateur d’allumage, d’un enroulement primaire – il comporte 200 à 300 tours de fil de calibre 20 SWG (Sharps Wire Gauge), d’un disjoncteur, d’un condensateur.

(ii) Circuit secondaire :

Il est constitué d’un enroulement secondaire. L’enroulement secondaire est constitué d’environ 21000 tours de fil de calibre 40 (SWG). L’extrémité inférieure de ce fil est connectée à l’extrémité inférieure du primaire et l’extrémité supérieure de l’enroulement secondaire est connectée au centre du rotor du distributeur. Les rotors du distributeur tournent et établissent des contacts avec les points de contact et sont connectés aux bougies d’allumage qui sont montées dans les culasses (terre du moteur).

(iii) Fonctionnement :

Lorsque le commutateur d’allumage est fermé et le moteur en marche, dès que le disjoncteur se ferme, un courant basse tension circule dans l’enroulement primaire. Il est également à noter que la came du disjoncteur ouvre et ferme le circuit 4 fois (pour 4 cylindres) en un tour. Lorsque le disjoncteur ouvre le contact, le champ magnétique commence à s’effondrer. En raison de cet effondrement du champ magnétique, un courant sera induit dans l’enroulement secondaire. Et à cause de plus de tours (@ 21000 tours) du secondaire, la tension monte à 28000-30000 volts.

Ce courant haute tension est amené au centre du rotor du distributeur. Le rotor du distributeur tourne et fournit ce courant haute tension à la bougie d’allumage appropriée en fonction de l’ordre d’allumage du moteur. Lorsque le courant haute tension saute l’espace de la bougie, il produit l’étincelle et la charge est allumée – la combustion commence – les produits de la combustion se dilatent et produisent de la puissance.

Note :

(1) La fonction du condensateur est de réduire les arcs électriques aux points du disjoncteur de contact (CB). Aussi, lorsque le CB s’ouvre, le champ magnétique dans l’enroulement primaire commence à s’effondrer. Lorsque le champ magnétique s’effondre le condensateur se charge complètement et ensuite il commence à se décharger et aide à la construction de la tension dans l’enroulement secondaire.

(2) La came du disjoncteur et le rotor du distributeur sont montés sur le même arbre.

Dans les moteurs à cycle à 2 temps, ceux-ci sont entraînés au même régime moteur. Et dans les moteurs à cycle à 4 temps, ils sont motorisés à la moitié du régime moteur.

II. Système d’allumage par magnéto :

Dans ce cas, la magnéto produira et fournira le courant nécessaire à l’enroulement primaire. Dans ce cas, comme indiqué, nous pouvons avoir une magnéto rotative avec une bobine fixe ou une bobine rotative avec une magnéto fixe pour produire et fournir du courant au primaire, le reste de l’arrangement est le même que celui d’un système d’allumage par batterie.

Système d’allumage électronique:

Les systèmes d’allumage électronique sont les suivants :

1. Système d’allumage par décharge capacitive :

Il se compose principalement d’une batterie de 6 à 12 V, d’un interrupteur d’allumage, d’un convertisseur de courant continu en courant continu, d’une résistance de charge, d’un condensateur de réservoir, d’un redresseur contrôlé au silicium (SCR), d’un dispositif de déclenchement SCR, d’un transformateur élévateur, de bougies d’allumage.

Une batterie de 6 à 12 volts est connectée à un convertisseur CC à CC, c’est-à-dire à un circuit d’alimentation, par l’intermédiaire du commutateur d’allumage, qui est conçu pour donner ou augmenter la tension à 250-350 volts. Cette haute tension est utilisée pour charger le condensateur du réservoir (ou condensateur) à cette tension à travers la résistance de charge. La résistance de charge est également conçue de telle sorte qu’elle contrôle le courant requis dans le SCR.

Selon l’ordre d’allumage du moteur, chaque fois que le dispositif de déclenchement du SCR, envoie une impulsion, alors le courant circulant dans l’enroulement primaire est arrêté. Et le champ magnétique commence à s’effondrer. Ce champ magnétique qui s’effondre va induire ou augmenter le courant haute tension dans le secondaire, qui tout en sautant l’espace de la bougie produit l’étincelle, et la charge du mélange air-carburant est allumée.

2. système d’allumage à contact assisté transistorisé (TAC) :

Avantages :

1. Le faible courant du disjoncteur assure une plus longue durée de vie.

2. L’écartement plus petit et l’assemblage plus léger des pointes augmentent le temps de séjour, minimisent le rebondissement du contact et améliorent la répétabilité de la tension secondaire.

3. La faible inductance primaire réduit la chute de courant primaire à des vitesses élevées.

Inconvénients :

1. Comme dans le système conventionnel, des points de rupture mécaniques sont nécessaires pour synchroniser l’étincelle.

2. Le coût du système d’allumage est augmenté.

3. Le temps de montée de la tension à la bougie est à peu près le même qu’avant.

3. Système d’allumage piézo-électrique :

Le développement de matériaux synthétiques piézo-électriques produisant environ 22 kV par chargement mécanique d’un petit cristal a donné lieu à quelques systèmes d’allumage pour moteurs monocylindriques. Mais en raison des difficultés liées au besoin de chargement mécanique élevé de l’ordre de 500 kg, au contrôle opportun et à la capacité de produire une tension suffisante, ces systèmes n’ont pas pu voir le jour.

4. le système d’allumage Texaco :

En raison de l’importance accrue accordée au contrôle des émissions de gaz d’échappement, il y a eu un intérêt soudain pour les systèmes de recirculation des gaz d’échappement et les mélanges air-carburant pauvres.

Pour éviter les problèmes de combustion des mélanges pauvres, le système d’allumage Texaco a été développé. Il fournit une étincelle de durée contrôlée, ce qui signifie que la durée de l’étincelle en degrés d’angle de vilebrequin peut être rendue constante à tous les régimes du moteur. Il s’agit d’un système à courant alternatif. Ce système est composé de trois unités de base – une unité de puissance, une unité de contrôle et un capteur de distributeur.

Ce système peut donner un allumage stable jusqu’à des rapports A/F aussi élevés que 24 : 1.