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Un peu de physique
L'allumage classique
L'angle de came
L'avance à l'allumage
L'allumage transistorisé
Le générateur d'impulsions
L'effet Hall
L'AEI
L'allumade jumo-statique
L'allumade statique
Le capteur de cliquetis
Les bougies
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 Les allumages

CE SITE A POUR OBJET DE TRAITER:

- Des différents types d'allumage
- De leur fonctionnement
- De leur contrôle

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L'allumage

L'allumage est le système qui va créer, à un moment déterminé du cycle du moteur à allumage commandé, l'arc électrique, source de chaleur, déclencheur de la combustion du mélange à l'intérieur de la chambre.
Pour qu'une combustion ait lieux il faut trois éléments :
  • - un carburant (ici l'essence)
  • - un comburant (l'oxygène de l'air)
  • - une source de chaleur (ici l'étincelle de la bougie)

Un peu de physique :

- Lorsqu'un courant électrique est appliqué aux bornes d'un bobinage, un champ magnétique est créé.
- Le passage d'un aimant au travers d'un bobinage crée une tension aux bornes de celui-ci.
- Si l'aimant est immobile au milieu du bobinage, aucune tension n'est mesurable.
- C'est le changement d'état magnétique dans une bobine qui crée une tension.


Conclusion :
  • Une tension aux bornes d'une bobine crée un champ magnétique.
  • Un changement d'état magnétique dans une bobine crée une tension à ses bornes.


- Dans le cas proposé ci contre, les deux bobines sont reliées " magnétiquement " par un " U " en fer doux (fer à faible teneur en carbone et qui ne garde pas le magnétisme)


- La bobine de gauche s'appelle " primaire " et celle de droite " secondaire "
- En manipulant l'interrupteur, une tension est mesurable aux bornes du secondaire lors de la mise du contact ainsi que de son relâchement.
- Lors de la mise sous tension du primaire, il y a un changement d'état magnétique. Celui-ci est transmis au fer doux et au secondaire.
Ce changement d'état magnétique crée une tension à ses bornes.
- Le même processus se produit lors du relâchement de l'interrupteur.
- La tension lue aux bornes du secondaire est proportionnelle à :
  • - la tension du primaire
  • - la rapidité de la coupure (donc du changement d'état magnétique)
  • - du rapport du nombre de spires


L'extra courant de rupture :
- Le champ magnétique a besoin d'un certain temps, après la mise sous tension, pour s'installer.
C'est ce que l'on appelle dans le métier, le " temps de charge bobine "
- De la même manière le champ magnétique a tendance à ne pas disparaître immédiatement après la coupure de l'alimentation.
Au moment ou le champ magnétique disparaît, une tension inverse à celle qui l'a créé va apparaître aux bornes de la bobine. Cette tension peu monter à plusieurs centaines de volts et va s'opposer à l'ouverture des contacts en créant une étincelle.
Cette étincelle ralentie la rupture du circuit, donc nuit à la tension du secondaire.

Pour pouvoir bien comprendre comment fonctionnent les allumages modernes, il faut bien maîtriser l'allumage classique. Celui-ci a disparu des véhicules depuis le début des années 90.

L'allumage classique : (SZ appellation Bosch)
Rappel des appellations Bosch :

  • 1 commande bobine
  • 15 + après contact
  • 31 masse
  • 4 sortie haute tension (pour info)
Contrôle d'une bobine d'allumage :

  • - Primaire entre 0,5 et quelques d'Ohm
  • - Secondaire quelques milliers d'Ohm
Circuit primaire :
  • Plus après contact (15), primaire bobine, rupteurs en parallèle avec un condensateur, masse (31)
  • Le condensateur absorbe le courant d'extra rupture, supprime l'étincelle permettant ainsi une rupture franche.
  • Sans condensateur il n'y a pas d'allumage.
Circuit secondaire :
  • Secondaire bobine, distributeur, bougies et masse.

L'angle de came :
L'angle de came est l'angle de fermeture des rupteurs.
Celui-ci était donné en degrés, mais les instruments modernes préfèrent les rapports en pourcentages entre l'ouverture et la fermeture sans se préoccuper du nombre de cylindres.
Pour un 4 cylindres :
56,7 ° ou 63 Dwell (le Dwell est le rapport en %) avec une tolérance de +/- 3%.
(56,7 / 90)100 = 63 Dwell
Cette valeur est un compromis, un temps trop long ferait chauffer la bobine, un temps trop court ne serait pas suffisant pour la " remplir "
Un écartement de 0,4 mm entre les rupteurs (lorsqu'ils sont en position d'ouverture maximum) permet, sur la plupart des véhicules, d'obtenir la bonne valeur de réglage.

- L'avance à l'allumage :

Dans de mauvaises conditions de fonctionnement (ralenti ou frein moteur), le temps de combustion est de 2 ms environ.
Dans de bonnes conditions de fonctionnement le temps de combustion est de 1 ms environ.

Avance initiale :
Dans le cas du ralenti, un moteur tourne à 1 000 t/mn (moteur a/c des années 90)
ce qui fait : 360 X 1000 = 360 000° en 1 mn
en 1 seconde il fait : 360 000 / 60= 6000°
en 1 ms : 6000 / 1000 = 6°
en 2 ms : 6 X 2 = 12° c'est la valeur courante de l'avance initiale.
Ce délai permet à la combustion d'être à son maximum au PMH.

Avance centrifuge :

Ce même moteur tourne à un régime de 6000 t/mn dans de bonnes conditions.
ce qui fait : 360 X 6 000 = 2 160 000° en 1 mn
en 1 seconde il fait : 2 160 000/ 60= 36 000°
en 1 ms : 36 000 / 1000 = 36° c'est l'avance centrifuge maximum.
Avance à dépression :

Ce même moteur tourne à un régime de 6000 t/mn dans de mauvaises conditions (frein moteur) donc combustion en 2ms.
36° X 2 = 72° soit 36° de plus que précédemment.
La correction se fait par le décalage du plateau des rupteurs par la capsule de dépression.


L'allumage transistorisé : (TZ-K)

Ce type d'allumage est une évolution de l'allumage classique.
Le but était de limiter l'intensité qui traverse les rupteurs, et de supprimer l'action du courant d'extra rupture.
La commande du module est faite par les rupteurs.
La coupure du primaire est faite par le module.
Dans l'allumage transistorisé, le condensateur n'est plus nécessaire.
Le modèle le plus courant en France est la super 5 Renault.


Les allumages électroniques : (EZ)

Deux systèmes sont concurrents : (fin années 70)
  • le générateur d'impulsion
  • l'effet Hall



  • Le générateur d'impulsion: (TZ-I)

    En tournant, le rotor change périodiquement le flux magnétique du bobinage du stator ce qui crée une tension alternative à ses bornes.

    Pour tester le générateur d'impulsions, il faut le débrancher du module, bancher un volt mètre à ses bornes en position mV alternatif.
    Une tension doit apparaître sous coup de démarreur.
    Si l'atelier est équipé d'un oscilloscope, la courbe doit ressembler à celle ci-dessous.



    Signal d'un allumage électromagnétique




    L'éffet Hall: (TZ-H)

    Quand la plaquette de Hall est exposée à un champ magnétique alors qu'elle est alimentée crée une tension. Celle ci est amplifiée pour être exploité.





    L'écran en tôle " coupe " en passant entre l'aimant et la plaquette, le champ magnétique.
    Signal d'un allumage à effet Hall


    Si l'atelier est équipé d'un oscilloscope, laissez l'allumeur sur le moteur et mesurer entre " o " et masse. Le signal obtenu doit ressembler au signal ci-dessus.
    Pour tester un générateur de Hall, il faut qu'il soit alimenté (5V).
    Le mieux est de le déposer, le laisser branché au module et de faire un re-piquage sur la borne marquée "o"
    En tournant l'allumeur à la main le multimètre (branché entre "o" et la masse, doit alternativement marquer 0V / 5V


    L'AEI :(EZ) allumage électronique intégral

    Le boîtier électronique gère la commande d'allumage et les avances. Il n'y a plus de pièces mécaniques à part la distribution aux cylindres.
    Le boîtier possède pour la première fois une cartographie. (Voir modèle ci-dessous)
    Un capteur de type électromagnétique, prends ses informations sur une cible du volant moteur. Une dent manque et c'est le signal du début de comptage pour le calculateur.
    Pour la première fois, il est possible de trouver des calculateurs qui gèrent l'allumage et l'injection, appelé " Motronic " par Bosch.



    Exemple de branchement d'un AEI Renault


    Pour contrôler un AEI Renault :
    • Contrôler les alimentations (15 et 31)
    • Entre 15 et la sortie compte tours, contrôle du primaire bobine.
    • Entre la sortie compte tours et la sortie haute tension de la bobine, contrôle du secondaire bobine.
    • Contrôler le capteur volant.


    Pour contrôler ce type de capteur il faut :
    • Mesurer sa résistance (environ 200 Ohm)
    • Contrôler son fonctionnement : Débrancher le capteur et brancher à ses bornes le multimètre en position Volts alternatif. Faire tourner sous démarreur le moteur, lire alors une tension de 0,1 à quelques volts.
    • L'entrefer de 1mm est rarement réglable.


    Exemple de cartographie


    Une cartographie (en automobile) est une représentation graphique des points mis en mémoire dans un calculateur.
    Ici pour chaque valeur de charge, et de régime il y a une valeur d'avance enregistrée.


    Signal du capteur de volant


    L'allumage jumo-statique :

    Comme l'AEI cet allumage utilise un capteur de volant moteur, une cartographie et est souvent monté en " Motronic " .
    Dans ce type d'allumage il y a 2 commandes de bobines 1a et 1b.
    Chaque bobine commande 2 cylindres
    ex :1 / 4 et 3 / 2 Une étincelle se fait en fin de compression et l'autre (étincelle perdue) se fait en fin d'échappement. Ce type d'allumage était utilisé sur les 2CV Citroën.
    L'avantage :
    Les dernières pièces mécaniques ont disparues.
    Exemple de bobine jumo-statique


    L'allumage statique :

    Dans ce type d'allumage, il y a une bobine par cylindres, donc 4 commandes, soit : 1a, 1b, 1c et 1d.
    Le calculateur a besoin de connaître la différence entre le cylindre 1 et 4, un capteur de phase a donc été rajouté. Celui-ci est du type à effet Hall et monté sur l'arbre à cames. Une fois le moteur démarré le calculateur n'a plus besoin de cette information.
    Tous ces allumages sont montés en " Motronic ".


    Les avantages de ce type d'allumage sont :
    • Plus de fils de bougies.
    • Plus de temps pour " remplir " les bobines en haut régime


    Le capteur de cliquetis :

    Comme son nom l'indique, ce capteur détecte le cliquetis causé par une trop grande avance.
    Il est constitué d'un cristal, qui, sous l'effet d'une déformation, crée un courant électrique. C'est l'effet " piézo-électrique "
    L'information est envoyée au calculateur, qui, selon une stratégie qui lui est propre, gère l'avance à l'allumage à la limite du cliquetis (avance idéale)
    Les premiers capteurs de cliquetis sont apparus avec l'AEI. Tous les moteurs actuels en sont dotés.


    Les bougies d'allumage :

    Sur un moteur moderne, seules les bougies préconisées par le constructeur peuvent être montées.
    Elles doivent être serrées au couple. Pour les moteurs modernes une clef dynamométrique spécifique doit être utilisée.
    Le constructeur préconise un kilométrage de remplacement.
    Pour reconnaître une bougie usée, il faut regarder la forme du plot central. Si celui-ci n'est plus bien coupé au carré, alors la bougie est à remplacer.

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