Renault.Sport.Passion.06 Forum Index
Renault.Sport.Passion.06
Passionnés de Renault Sport
 
Renault.Sport.Passion.06 Forum IndexFAQSearchRegisterLog in

:: l'allumage conventionnel ::

 
Post new topic   Reply to topic    Renault.Sport.Passion.06 Forum Index -> Renault.Passion.Sport.06 -> Technologie
Previous topic :: Next topic  
Author Message
dauphin06
Co-Administrateur
Co-Administrateur

Offline

Joined: 17 Mar 2009
Posts: 3,118
Localisation: 06

PostPosted: Sun 9 Jan - 18:49 (2011)    Post subject: l'allumage conventionnel Reply with quote

L'allumage des moteurs à combustion interne
   
  
Comment ça marche ?
Organes annexes de l'allumage
Le CDI des Kawasaki 750 et 500H1
Les capteurs inductifs
Le "plus" la masse 
Exemples d'allumages
 
 
 
 
Comment ça marche ? Le texte qui suit est tiré d'un ouvrage de l'école d'application d'artillerie de l'Armée Française, "Organisation et fonctionnement des véhicules automobiles", tome 1, "Le moteur". Cet ouvrage, acheté dans une brocante à Nice, est daté des années qui ont suivi la deuxième guerre mondiale. Il est intéressant parce qu'il aborde la question par un côté théorique tout en restant assez pratique.
I. Objectif
Vers la fin de la compression, la chambre de combustion est pleine de gaz combustibles, qu'il faut enflammer.
Deux procédés peuvent être utilisés :
1. Amener les gaz au contact d'une flamme qui élève la température des particules immédiatement voisines et les enflamme, celles-ci à leur tour échauffent et enflamment les particules voisines, la combustion partie d'un point, atteint successivement toutes les couches de la masse gazeuse.
2. Utiliser la propriété de tous les gaz combustibles de s'enflammer spontanément et en masse dès que leur température atteint une certaine valeur. Ce procédé est utilisé dans les moteurs du type Diesel. 
 Dans les moteurs à explosion, l'inflammation du mélange gazeux est très généralement obtenue par le premier procédé 1. Actuellement et depuis longtemps, on enflamme les gaz par une étincelle de tension élevée jaillissant à l'intérieur de la chambre de combustion entre les deux électrodes d'une bougie. Note : on est parvenu pendant la guerre à éliminer les procédés d'allumage classique sur les moteurs d'avion en raison des inconvénients que ces dispositifs présentent en atmosphère raréfiée.
Le procédé consiste à injecter une petite quantité d'éther dans le cylindre en fin de compression. L'éther s'enflamme spontanément et provoque ainsi l'allumage du mélange. L'inflammation est très régulière et l'expérience. montré que le taux de compression pouvait être augmenté sans l'apparition de la détonation.
La quantité de fluide injecté est très faible: 2 litres à l'heure pour 1 moteur de 3 litres de cylindrée (Voir Auto-Revue du 10 mai 1947).
On étudiera, avant d'entreprendre la description et le fonctionnement des appareils d'allumage utilisés actuellement, les conditions que doit remplir l'étincelle pour assurer un allumage correct et les moyens techniques employés pour les satisfaire.
A.  Conditions à remplir par l'étincelle électrique.
a) Instant convenable - On a vu (Etude du Cycle pratique) qu'il y a lieu de provoquer l'inflammation du mélange gazeux à un instant précis. Cet instant précède d'un temps extrêmement court le passage du piston au point mort haut et constitue l'avance à l'allumage.
 1. Temps nécessaire à la combustion. - Pour une chambre de combustion de dimension donnée, le temps nécessaire à la combustion est fonction de la vitesse de combustion du mélange. La vitesse de combustion du mélange est elle-même déterminée par trois facteurs: le combustible, la richesse du mélange et enfin sa température. Seul le 3e facteur est en fait susceptible de varier, lorsqu'on considère un moteur donné alimenté par un carburant dont les caractéristiques peuvent être considérées comme constantes au moins en principe. Or la température du mélange est fonction de la pression en fin de compression, c'est à dire du taux de compression et du remplissage. En fait, le taux de compression restant sensiblement constant, la vitesse de combustion du mélange est fonction du remplissage.
L'avance à l'allumage doit diminuer lorsque le taux de remplissage augmente et croître dans le cas inverse.
Note : Lorsque la chambre de combustion a une grande dimension, cas des moteurs de grosse cylindrée ou lorsqu'on désire écourter au maximum la durée de la combustion (moteur à régime très élevé) on monte sur le moteur un dispositif de double allumage.
2. Temps offert à la combustion. Lorsque la vitesse de rotation augmente, la fin de la combustion a lieu de plus en plus en retard par rapport au point mort haut, l'avance à l'allumage doit donc augmenter de manière à maintenir la répartition optimum de la combustion de part et d'autre du pl1Ïnt mort haut.
En fait pour un moteur et un combustible donnés, l'avance à l'allumage est pratiquement fonction à chaque instant de deux quantités indépendantes:
La vitesse de rotation du moteur
Le remplissage des cylindres.
b) Etincelle suffisante - Pour que la combustion soit rapide, il faut que l'étincelle mette immédiatement le feu à une quantité suffisante de gaz.
La température de l'étincelle qui est de l'ordre de 3000°C n'est pas le seul élément à considérer. Il faut que l'étincelle ait une dimension suffisante et cède d'emblée au mélange combustible une quantité de chaleur suffisante : l'expérience montre que l'allumage est satisfaisant lorsque sa longueur est de 0,5 à 0,6 mm.
A une longueur donnée correspond une tension minimum au dessous de laquelle l'étincelle ne jaillira plus. Dans l'air sec, à la pression atmosphérique, cette tension est de l'ordre de 3 000 Volts, mais le mélange gazeux est comprimé et la résistance au passage de l'étincelle croît à peu à près proportionnellement à la pression des gaz. La pression en fin de compression étant de l'ordre de 8 à 10 kg/cm2, la tension nécessaire est d'environ 10 000 Volts.
Pour être certain que l'étincelle jaillisse même dans des conditions défavorables (surpression accidentelle, électrodes trop écartées), la tension aux bornes de la bougie atteint généralement 15 000 Volts.
B. Principe d'un appareil d'allumage.
a) Organisation.
On dispose sur le véhicule d'une source de courant à basse tension et on l'élève grâce à une bobine d'induction.
Un appareil d'allumage est toujours organisé d'après le schéma suivant (fig. 128). On peut distinguer deux circuits, nettement séparés du point de vue électrique:
1. Le circuit primaire dans lequel on trouve:
    un générateur de courant à basse tension : batterie d'accumulateurs ou source de courant alternatif (magnéto à basse tension). La force électromotrice de ce générateur est comprise entre 6 et 30 Volts
    l'enroulement primaire d'un transformateur qui joue en même temps le rôle de bobine d'induction.
    un rupteur ou interrupteur formé essentiellement de deux contacts ou vis platinées qui peuvent se séparer à l'instant convenable et interrompre le courant primaire.

 Le circuit primaire est toujours complété par un condensateur et un interrupteur permettant l'arrêt du moteur.
 
2. Le circuit secondaire composé de l'enroulement secondaire du transformateur et d'une bougie entre les électrodes de laquelle le courant à haute tension passe sous forme d'étincelle. b) Fonctionnement
Le rupteur étant fermé, le circuit primaire est parcouru par un courant supposé pour l'instant constant et continu. Le passage du courant dans l'enroulement primaire provoque la création d'un champ magnétique et par suite d'un flux magnétique constant dans le circuit secondaire.
L'ouverture du rupteur détermine l'annulation du courant primaire et par suite du flux magnétique dans le circuit secondaire. Le circuit secondaire étant soumis à une variation de flux est le siège d'un courant induit.
Si l'enroulement secondaire a N spires, la différence de potentiel entre les extrémités du circuit secondaire a pour valeur :
 
Soit i l’intensité du courant primaire
n le nombre de spires de l’enroulement primaire
l la longueur de l’enroulement
Le champ magnétique H produit par le passage du courant primaire a pour valeur
 
 
On peut arriver au même résultat en observant que la force électromotrice du générateur de courant est élevée par l'application simultanée de deux procédés : - création d'un courant d’auto-induction dans l'enroulement primaire par ouverture rapide du circuit primaire.
- Elévation de la tension du courant d’auto-induction par un transformateur.
La différence de potentiel due au courant d’auto-induction entre les extrémités du circuit primaire a pour valeur :
 
Les tensions aux extrémités des enroulements primaire et secondaire et le nombre de spires de ces enroulements sont reliés par:
 
Cette expression de la différence de potentiel aux extrémités de l'enroulement secondaire est identique à la relation (1). 
C. Réalisations des conditions de l'étincelle a) Instant convenable.
La rupture du circuit primaire détermine le jaillissement de l'étincelle entre les électrodes de la bougie.
Il suffit que cette rupture ait lieu au moment voulu : elle est commandée par une came provoquant l'écartement des vis platinées et convenablement calée par rapport à l'arbre moteur.
La variation d'avance à l'allumage en fonction de la vitesse de rotation et du remplissage peut être obtenue de différentes manières :
    La variation en fonction de la vitesse de rotation est souvent réalisée par un dispositif à force centrifuge intercalé entre arbre moteur et came de commande, qui permet d'obtenir un décalage entre ces deux organes en fonction de la vitesse,
    Les dispositifs de variation automatique en fonction du remplissage ne sont montés que d'une manière exceptionnelle et uniquement sur les appareils d'allumage par batterie.
    On signalera enfin l'emploi, dans certains cas, de dispositifs non automatiques commandés directement par le conducteur.
    Ces réalisations seront étudiées plus loin.

b) Etincelle suffisante.
La différence de potentiel entre les extrémités de l'enroulement secondaire doit être de l'ordre de 15 000 Volts; on a vu que cette différence de potentiel était donnée par la relation:
 
Les différents facteurs de cette relation sont :
 
Influence de di/dt : Il faut réaliser la plus grande variation d'intensité di, dans le temps dt le plus court possible. On examinera plus loin la question du temps.
On part d'une valeur i0 la plus grande possible pour aboutir à la valeur zéro, lorsque le circuit primaire est coupé.
L'intensité avant la rupture i0 dépend de ,la force électromotrice du générateur à basse tension: 6 à 12 Volts pour une batterie, jusqu'à 30 Volts pour une magnéto tournant à grande vitesse. Elle dépend également de la résistance du circuit primaire, en fait de l'enroulement primaire qui doit être peu résistant, donc constitué par un fil de faible longueur et d'assez grosse section. i0 ne peut cependant atteindre une valeur trop importante. Sa valeur maximum possible est déterminée par l'intensité que peut supporter l'enroulement primaire sans échauffement exagéré et surtout par l'intensité que peuvent laisser passer sans détérioration les contacts de rupture. 
On ne peut songer, pour élever la limite de l'intensité acceptable aux contacts, à renforcer la pression entre ces contacts : le rupteur travaillerait dans des conditions mécaniques trop dures. Il n'est pas non plus possible d'augmenter la surface utile des contacts au-delà des valeurs couramment choisies dans l'industrie, car la portée deviendrait irrégulière et peu sûre.
On admet en fait avec des contacts circulaires de tungstène de 3 à 4 mm de diamètre une intensité maximum de 3 à 5 ampères.
Influence de S : On est limité, car la valeur de S détermine la longueur de chaque spire. La résistance de l'enroulement primaire deviendrait trop élevée. La section du noyau est de 1 à 2 cm².
Influence de n/l : L'accroissement de ce facteur suppose un grand nombre de spires au centimètre et une bobine assez longue par rapport à son diamètre. Ceci n'est admissible que si l'intensité du courant primaire conserve une valeur suffisante. Le nombre de spires de l'enroulement primaire est de l'ordre de 200 à 300. La longueur de la bobine n'excède pas quelques centimètres, et le rapport n/l est voisin de 50.
Influence de µ : La perméabilité n'est pas indépendante du champ; pour des champs de l'ordre de 200 Gauss, valeur approximative du champ produit par le passage du courant dans l'enroulement primaire, la perméabilité du fer recuit a une valeur voisine de 100.
Influence de N : Le nombre de spires de l'enroulement secondaire peut être élevé, la résistance de ce circuit ayant peu d'importance. II suffit que le fil ne soit pas trop fin pour ne pas chauffer, cette condition est aisément satisfaite, l'intensité du courant secondaire étant extrêmement faible. Dans ces conditions l'enroulement secondaire est constitué par un fil fin et long: 15:000 à 20.000 spires de fil de 0,1 mm.
Influence du temps : L'enroulement primaire est le siège au moment de l'ouverture du circuit de phénomènes d’auto-induction. L'ouverture brusque du rupteur annule le flux dans l'enroulement primaire, cette variation de flux fait naître dans les spires de l'enroulement primaire un courant induit ou extra-courant de rupture. Ce courant s'oppose à l'ouverture du circuit (augmentation de dt) et se manifeste aux contacts sous forme d'étincelles.
La variation de l'intensité du courant primaire en fonction du temps peut être représentée par la courbe ci-contre fig. 129.
 
Pour éviter ces inconvénients on monte en parallèle sur le rupteur un condensateur, appareil susceptible d'emmagasiner une quantité d’électricité. A l'ouverture des vis platinées, le condensateur se charge très rapidement, l'étincelle entre contacts se trouve ainsi absorbée et la différence de potentiel atteint une valeur assez élevée. Mais la charge du condensateur est oscillante : une fois chargé il restitue au circuit primaire une partie de cette charge, ce nouveau courant primaire produit une nouvelle variation de flux qui engendre un courant dans le circuit secondaire. Le condensateur se charge à nouveau, se déchargeant ensuite et ainsi jusqu'à l'équilibre. Chacun de ces courants, de charges ou de décharges successifs produit une étincelle à la bougie. L'étincelle unique due à la rupture du circuit primaire est remplacée par un train d'étincelles. D'autre part, les charges et décharges successives ont lieu dans un temps très court (Fig. 130);
 
 
 
 
Organes annexes de l'allumage
 
 
Comment limiter l'usure des vis platinées : voyez cette ancienne solution :
 
 
Les capteurs inductifs Les moteurs d'aujourd'hui ne possèdent plus de rupteurs. Même (et surtout) les plus petits et les plus simples possèdent des allumages électroniques pilotés par des capteurs statiques, c'est à dire sans pièce en mouvement ou susceptible de s'user et de se dérégler. Parmi ces capteurs, les plus fréquents sont les capteurs inductifs. Il s'agit tout simplement de bobines de fils de cuivre positionnées à proximité de l'extrémité du vilebrequin. Un aimant permanent crée un champ magnétique dans cette bobine, et une pièce métallique métallique tournante fait varier, à chaque tour, le flux magnétique qui traverse la bobine. Or qui dit variation de flux dans une bobine dit apparition d'une force électromotrice, autrement dit d'une tension. C'est ainsi qu'à chaque tour, chaque capteur génère une impulsion d'une forme bizarre, et cette impulsion est exploitée par le module électronique qui génère l'étincelle. Comme la bobine est fixe, et qu'il n'y a pas de frottement entre pièces, ce système est inusable et indéréglable.
Sur les Kawasaki 4 cylindres des années 80, les deux capteurs inductifs se trouvent sur une platine en acier. La partie tournante est le système d'avance centrifuge qui porte à son extrémité la pièce en acier qui fait varier le champ magnétique dans les bobines. 
 
On trouve des systèmes très similaires sur les autres marques de motos.
Voici le signal issu d'un des deux capteurs de la Honda CB650. On voit aussi la tension au primaire de la bobine d'allumage correspondante. La pointe de tension à la fin de la phase "Bobine ON" correspond à l'étincelle à la bougie. On voit qu'elle se produit au moment précis où le front montant de la tension du capteur passe par zéro. 
 
Le même signal se retrouve sur d'autres Honda (Bol d'Or, Goldwing...) et sur les Kawasaki.
Sur les Suzuki GSX et GSXR des années 80, les deux capteurs sont montés en série, mais tête-bêche, et seuls deux fils vont de la platine des capteurs vers le module d'allumage. Cet astucieux montage donne une unique tension différente : 
Le module d'allumage traitant ce signal est évidemment d'un principe différent de celui des capteurs Honda et Kawasaki.



 
 
 
Le module d'allumage électronique de la Kawasaki 750 3 cylindres (1972)
La Kawasaki 750 H2 (et la 500 H1), trois cylindres deux-temps, était équipée d'un allumage CDI à distributeur (Delco) et d'un allumage électronique impressionnant par son volume. Sur cette photo, les deux boîtiers sont visibles sous la grille de protection thermique. L'étiquette indique de prendre garde à la chaleur !
 
Quelques mots sur les CDI Kawasaki : 
Les premières 750H1 et 500H1 arrivées en France avaient un allumage CDI, solution novatrice bien que déjà utilisée par ailleurs. Les CDI sont des allumages dans lesquels un condensateur est chargé à une tension élevée (200 à 300 V), puis déchargé brutalement dans le primaire d'une bobine par un thyristor. La décharge est déclenchée par un capteur excité par une cible tournant avec le vilebrequin. Tous les scooters modernes ont un allumage de ce type. Il y a eu aussi la Saab 9000 (1988) qui avait un tel système. 
Un des problèmes de ces allumages est qu'ils ont besoin de haute tension pour charger le condensateur. Sur les scooters modernes, l'alternateur possède un circuit spécialement dédié à ça, ce qui fait qu'ils fonctionnent même sans batterie. Les Kawasaki ont une autre solution : elles génèrent  la haute tension par un onduleur embarqué, à partir de la tension de la batterie. Il y a donc dans ces motos deux boîtiers, comme le montre ce schéma tiré de la Revue Mototechnique, laquelle l'a récupéré dans le manuel d'atelier de la moto. 
 
On distingue deux boîtiers séparés, qui ont les fonctions suivantes : 
boîtier A : reçoit le signal du capteur d'allumage, l'amplifie et le met en forme. Ce signal est  envoyé sur la gachette du thyristor. 
boîtier B : contient l'onduleur, qui avec ses transistors et son transformateur, génère du 400 V alternatif. Après redressement, ces 400 V (continus) chargent le condensateur. Quand le thyristor du boîtier A se met à conduire, le condensateur se décharge brutalement dans le primaire de la bobine, ce qui produit la THT pour les étincelles. 
Comme il y a trois cylindres, il faut trois étincelles par tour, à 120° de vilebrequin chacune, dans trois bougies. Et comme il n'y a qu'une seule bobine, c'est un distributeur qui envoie la THT sur la bonne bougie au bon moment. C'est comme sur toutes les voitures, qui possèdent un Delco, ou distributeur. 
La bobine des CDI est différente de celle des allumages conventionnels, mais celle des Kawasaki est encore différente. Voici comme ça se présente : 
 
 
 
On voit sur ces schémas que le branchement de la bobine est différent dans les trois cas. En particulier, une bobine d'allumage conventionnel a le point commun aux primaire et secondaire relié au +12V. Dans les CDI "classiques", il est mis à la masse. De plus, la résistance du primaire est très basse dans les CDI : inférieure à 1,5 Ohm, alors qu'elle descend rarement en dessous de 2,3 Ohms dans les allumages conventionnels, électroniques ou non.  
Sur les Kawasaki, et semble-t'il aussi chez Saab, le câblage est encore différent, et il n'est pas impossible qu'une bobine conventionnelle puisse fonctionner sur ces moteurs.  
Attention : ne pas monter une bobine de CDI de scooter sur un allumage conventionnel. Elle n'est pas prévue pour ça, et elle fondra assez vite ! 
Les CDI Kawasaki ont rapidement disparu des modèles importés en France, parce qu'ils ne passaient pas les tests de pollution radioélectrique. Ils ont été remplacés par des allumages conventionnels, qu'on peut d'ailleurs améliorer en montant un boîtier Carbier. 
  
 
 
 
Le "plus" à la masse
Dans presque tous les appareils électriques, la tension d'alimentation, qu'elle soit fournie par une batterie ou par le secteur après redressement, filtrage et régulation, est organisée avec une ligne de tension positive et une ligne de référence. C'est à partir de cette ligne de référence, le zéro Volt, que les autres tensions sont mesurées. Classiquement, on choisit comme tension de référence la tension la plus négative, et on la connecte à la masse de l'appareil, voire à la terre. C'est ainsi qu'on connecte le pôle moins de la batterie à la masse. S'il existe des tensions plus négatives que la masse ainsi fixée, elles en sont isolées. C'est le cas de tensions auxiliaires utilisées dans certains circuits électroniques.
Le fait de mettre le pôle moins de la batterie à la masse a comme premier avantage que toutes les tensions mesurées par rapport à cette masse sont positives. C'est pratique.  Mais la raison essentielle vient des phénomènes de corrosion électrolytique. En effet, quand on met des métaux différents en présence dans un milieu ionisé, comme l'eau chargée de sel ou d'acide, les métaux se corrodent, et le métal qui se corrode le plus est celui qui est au potentiel le plus positif. Tous les métaux ne sont pas égaux devant ce phénomène, et il existe une échelle des potentiels galvaniques des métaux. Cette échelle va des plus positifs : l'or, le platine, aux plus négatifs, le sodium, l'aluminium... Le fer, lui, est au milieu de l'échelle.
Dans tous les véhicules, on met aujourd'hui le moins de la batterie à la masse. C'est donc le chassis, ou le cadre des motos, qui est au potentiel le plus négatif. Ceci entraîne que les autres éléments du véhicule sont toujours à un potentiel plus élevé. Dans le cas d'un contact résistif d'un élement avec la masse en présence d'humidité, il y aura corrosion de cet élément et non de la masse. Ce sera plus facile à réparer, parce qu'un trou dans un chassis ou dans un cadre, ça pose des problèmes. En revanche, changer une cosse est très facile.
Pourquoi les voitures et les motos anglaises ont-elles le plus à la masse ?
Bonne question. Je ne sais pas trop. Il doit y avoir une erreur de conception au départ, par méconnaissance de ces phénomènes de corrosion. Et puis le poids des traditions, auxquelles les anglais sont toujours très attachés, a fait le reste : c'est le "on a toujours fait comme ça", mais en anglais. En tout cas, même s'ils ont mis le temps à comprendre, les industriels anglais mettent aujourd'hui le moins à la masse, comme tout le monde.
 
 
 
 
 
Exemples d'allumages Voici quelques exemples d'allumages photographiés à diverses occasions. Certains sont particulièrement intéressants.
 
 
 
 
 
Brabham à moteur Alfa-Romeo V12
On peut voir le distributeur à douze sorties, derrière le calculateur d'allumage. Le distributeur possède deux cames pour obtenir une durée d'alimentation suffissante de la bobine, qui est unique.


  
Bugatti type 35  de 1925 
Ce moteur à 8 cylindres en ligne possède un allumage par magnéto intégrant un distrubuteur. La magnéto est entraînée par l'arbre à cames grâce à un accomplement flexible d'une part, et un système permettant de faire varier l'avance. Ce système utilise une rampe hélicoïdale dans la transmission du mouvement, et une poignée de commande accessible au pilote. Les fils des bougies cheminent depuis la magnéto dans un long tube en bakélite. La voiture est dans son jus. 
 
 
 
 
Bugatti type 35  de 1926 
Même voiture que la prédente, mais plus récente et peut-être restaurée plus finement. La technique est la même, avec des améliorations dans la réalisation. 
  
 
 
 
 
Cooper T51 de 1960
Ce quatre-cylindres à deux arbres à cames en tête possède un double allumage batterie-rupteur-bobines. Il y a deux distributeurs, chacune en bout d'arbre à cames, donc deux bobines, et deux bougies par cylindre.
 
 
 
 
Ferrari 312 T de 1975
Ce moteur est une flat 12 de 3 litres de cylindrée. On voit ici la partie allumage portée par une platine, à côté du distributeur à douze sorties. Il n'y a qu'une seule bobine, mais un calculateur d'avance.
 
 
 
Moto Gilera 500 4 cylindres de 1948
Ce quatre cylindres en ligne a un allumage par magnéto intégrant un distributeur. Ici, quatre cylindres pour 500 cm3 donne des cylindres de 125 cm3, courants en moto. L'entraînement de la magnéto est fait par une cascade de pignons derrière le carter gauche. 
 
 
 
Moto Superior de 1908 environ
Cette antique moto possède un allumage très original, brevetté en 1906 par Francisque Croizier Deronzières, de Lyon. Ici, le rupteur est tout simplement à l'intérieur du cylindre. Voir les détails de cette réalisation sur le site http://corbier.jeanpaul.free.fr/ultimalyon/rupteur.html
 
 
 
Delage 1500 de 1927
 
 
Ce huit cylindres en ligne a un allumage batterie-bobine-rupteur, avec un distributeur à huit sorties. La bobine est dans l'habitacle, au dessus des pieds du pilote. Sur le corps du distributeur, on peut lire l'ordre d'allumage des cylindres. Un 1500 cm3 à huit cylindres a des petits pistons pour une voiture : cylindrée unitaire : 1500 / 8 = 188 cm3.
 
  
 
 
 
 
 
Veritas RS de 1948 (moteur BMW)
Un six cylindres en ligne, grand classsique chez BMW. On a ici un allumage batterie-bobine-rupteur, avec distributeur à six sorties. Ce distributeur est entraîné par l'arbre à cames, au moyen d'un renvoir d'angle à 90°. Le reste de l'architecture semble très moderne. Une étiquette "Zündungfolge..." indique l'ordre d'allumage des cylindres : 1 5 3 6 2 4, habituel. 
 
 
  Ferrari 246 de 1960
Cette Ferrari de Formule 1 a son moteur incliné par rapport à l'axe de la voiture.  
Le moteur V12 possède un allumage conventionnel, avec deux distributeurs à 6 voies, chacun en bout d'un arbre à cames. 
 
 
  Allumages à décharge de condensateur en Formule 1
Les allumages à décharge de condensateur ont aussi été utilisés en monoplace, témoins ces deux voitures à moteur Ford Cosworth V8. Un gros boîtier contient un allumage et la bobine. Un distributeur à peine visible ici est placé sous ce boîtier.
Heskett 308 B 1975 :
 
Tyrell 008 1978 :
 
  Brabham-Alfa BT45B de 1976
Allumage tout à fait classique sur ce V8 Alfa-Romeo, sauf pour la bobine. Elle est assez petite, et elle a trois bornes, alors que les bobines en ont en général deux. La borne du mileu reçoit ici un fil gris qui va à la masse. Blindage ou circuit électronique original ? Mystère.
 
 
  DKW 1000 trois cylindres deux-temps
La DKW 3 cylindres deux-temps a existé après la guerre. Elle possédait un allumage conventionnel batterie-3 rupteurs-3 bobines. Chaque rupteur commandait une bobine pour la bougie d'un cylindre. La platine porte des graduations en degrés, permettant d'ajuster l'avance à l'allumage en sachant ce qu'on fait.
On peut comparer cette platine (recto et verso) avec celle d'une Kawasaki 350S2, trois cylindres deux-temps, datant des années 70. On  voit que Kawasaki (et Suzuki, et les autres) avaient bien choisi leur source d'inspiration. Les japonais n'ont toutefois pas retenu l'échelle en degrés. Dommage.
 
 
 
 
 
 
 
 
 


** Megane RS **
Orange Sanguine

Reprog M-TECH 260 CH 360 Nm
Back to top
Publicité






PostPosted: Sun 9 Jan - 18:49 (2011)    Post subject: Publicité

PublicitéSupprimer les publicités ?
Back to top
dauphin06
Co-Administrateur
Co-Administrateur

Offline

Joined: 17 Mar 2009
Posts: 3,118
Localisation: 06

PostPosted: Sun 9 Jan - 18:55 (2011)    Post subject: l'allumage conventionnel Reply with quote

Differents types d'allumages



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.


** Megane RS **
Orange Sanguine

Reprog M-TECH 260 CH 360 Nm
Back to top
jojo06
Pilote de Rallye
Pilote de Rallye

Offline

Joined: 22 Mar 2009
Posts: 2,104
Localisation: LE CANNET

PostPosted: Sun 9 Jan - 19:07 (2011)    Post subject: l'allumage conventionnel Reply with quote

dit moi frédo j'ai eu l'impression de retourné à l'école bravo super ton tuto

Back to top
dauphin06
Co-Administrateur
Co-Administrateur

Offline

Joined: 17 Mar 2009
Posts: 3,118
Localisation: 06

PostPosted: Sun 9 Jan - 19:16 (2011)    Post subject: l'allumage conventionnel Reply with quote

Merci mon p'ti Jojo.
Me suis dit que c'est pas tout le monde qui connait un peu la mecanique.
donc si çà peu aider , çà evite de courir chercher des principe de fonctionnement.


** Megane RS **
Orange Sanguine

Reprog M-TECH 260 CH 360 Nm
Back to top
jojo06
Pilote de Rallye
Pilote de Rallye

Offline

Joined: 22 Mar 2009
Posts: 2,104
Localisation: LE CANNET

PostPosted: Sun 9 Jan - 19:28 (2011)    Post subject: l'allumage conventionnel Reply with quote

de rien mon frédo c'est tout à ton honneur encore bravo pour ce tuto 

Back to top
Display posts from previous:   
Post new topic   Reply to topic    Renault.Sport.Passion.06 Forum Index -> Renault.Passion.Sport.06 -> Technologie All times are GMT + 1 Hour
Page 1 of 1

 
Jump to:  

Portal | Index | Make a forum | Free support forum | Free forums directory | Report a violation | Conditions générales d'utilisation
onyx © theme by larme d'ange 2006
Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group