Comment fonctionnent les bougies d'allumage

Les bougies d'allumage sont l'une des rares choses qu'un mécanicien amateur peut réparer sans trop de problèmes. Voir des photos de moteurs de voitures. Jonathan Ferrey / Getty Images

Alors que les moteurs et leur électronique deviennent plus complexes, l'une des rares choses qui reste aux amateurs et aux passionnés d'automobile qui aiment un peu de graisse sous leurs ongles est la possibilité de changer leur bougies. Bien que presque toutes les autres réparations de voiture nécessitent un lecteur de code et un diplôme universitaire pour diagnostiquer et réparer, les bougies d'allumage restent accessibles et faciles à comprendre..

La première bougie d'allumage fiable a été inventée en 1903 par Oliver Lodge. Ils portent également bien leur nom; les bougies d'allumage sont simplement des bougies isolées qui sont vissées dans un moteur à combustion interne culasse pour délivrer l'étincelle qui enflamme le mélange d'air et de carburant dans la chambre de combustion. Les bougies d'allumage transfèrent également la chaleur loin de la chambre de combustion.

En gros, voici ce qui se passe: la bougie d'allumage se trouve en haut de la culasse. Le piston descend d'abord le long du cylindre, aspirant un mélange de carburant et d'air. Le piston remonte alors vers la bougie d'allumage, comprimant le mélange. À la toute dernière seconde, lorsque le piston est à sa pleine portée ou point mort haut (PMH), la bougie allume des étincelles et enflamme le mélange. Le piston est forcé de reculer pour créer de la puissance pour le véhicule, puis repoussé vers le haut pour évacuer l'échappement. À ce stade, le processus recommence.

Une voiture à quatre cylindres aura quatre bougies d'allumage; une voiture à six cylindres en aura six et ainsi de suite (bien qu'un moteur HEMI ait deux bouchons par cylindre). Maintenant que nous avons les bases, parlons des types de bougies d'allumage sur les étagères de votre magasin de pièces local..

Contenu

1. Bases de la bougie d'allumage
2. Pièces de bougie d'allumage: la visite de haut en bas
3. Remplacement des bougies d'allumage: un aperçu
4. Dépannage des bougies d'allumage

Il semble assez évident qu'une bougie d'allumage fournit l'étincelle qui brûle le carburant, mais son rôle secondaire en tant que dissipateur de chaleur est tout aussi important. La capacité d'une bougie d'allumage à transférer la chaleur vers le système de refroidissement de la voiture est basée sur la longueur du nez de l'isolant et les matériaux utilisés pour l'électrode centrale et l'isolant.

Les bougies d'allumage standard des moteurs modernes ont un noyau d'électrode centrale en cuivre entouré d'un alliage de nickel, que vous pouvez voir à l'extrémité de la bougie. À l'intérieur de la prise, l'électrode centrale est recouverte de porcelaine, ce qui aide à transférer la chaleur du moteur vers le système de refroidissement. Les bougies d'allumage haut de gamme utilisent des métaux précieux, comme le platine ou l'iridium, à la place de l'alliage de nickel. Ces métaux ont des points de fusion plus élevés - et des prix plus élevés pour correspondre.

En parlant de températures, les bougies d'allumage se déclinent en deux variétés de base: froide et chaude. Bouchons froids fonctionnent mieux dans les moteurs à haute compression de haute puissance. Ils ont moins d'isolation, donc plus de chaleur peut être transférée de la chambre de combustion vers l'extérieur du moteur. Ce n'est pas une question de rire: si le bouchon n'est pas assez froid pour une application particulière, il ne peut pas obtenir suffisamment de chaleur de la chambre du piston. Cela peut entraîner un pré-allumage, un cognement et des dommages permanents au moteur. Si vous n'êtes pas sûr de la plage de chaleur de bougie d'allumage à utiliser, optez pour une bougie trop froide plutôt qu'une bougie trop chaude..

Bouchons à chaud ont plus d'isolation et se trouvent dans la plupart des moteurs standard. L'isolation supplémentaire maintient la température de la bougie suffisamment élevée pour brûler les dépôts de carbone, ce qui laisse plus de temps entre les changements de bougie.

Alors que les prix de l'essence grimpent, de plus en plus de fabricants affirment que le remplacement des anciennes bougies d'allumage par leurs bougies haut de gamme augmentera la consommation d'essence de n'importe quelle voiture. C'est vrai - mais seulement jusqu'à un certain point. Le fait est que des bougies d'allumage sales, encrassées de carbone et qui ne s'allument pas réduiront certainement la consommation de carburant d'une voiture et leur remplacement par de nouvelles bougies brillantes améliorera certainement l'économie de carburant. Le fait que ces fiches aient des métaux exotiques ou des électrodes centrales en alliage de nickel n'a pas autant d'importance que d'avoir la cote thermique appropriée et l'espace entre l'électrode centrale et l'électrode de masse..

En parlant de ces lacunes, presque toutes les prises que vous pouvez trouver dans le magasin de pièces automobiles seront pré-espacées pour votre moteur. Les jours où l'écart avec une jauge est réglé sont à peu près révolus, à moins que vous ne tiriez le maximum de performances de votre hot rod du samedi soir. Les modifications du moteur signifient souvent que vous devez espacer les nouvelles bougies d'allumage, mais les moteurs d'origine avec des bougies de remplacement pré-espacées approuvées par l'usine peuvent généralement aller sans ajustement.

Maintenant que nous savons comment fonctionne une bougie d'allumage dans le moteur et les matériaux dont elle est faite, découvrons ce qu'il y a à l'intérieur de ces petits gars.

Contestation d'invention

Il y a un débat sur qui a inventé la bougie d'allumage. L'une des premières versions possibles a été inventée par un Afro-Américain nommé Edmond Berger, apparemment en février 1839. Les sceptiques citent la rareté des moteurs à combustion interne en 1839, ce qui rendrait l'invention de Berger plus expérimentale que pratique..

Au sommet de la bougie se trouve le connecteur, ou Terminal. C'est là que le fil de la bougie se fixe. La borne se connecte à l'intérieur de la fiche au noyau en cuivre de l'électrode centrale, qui est entourée d'isolant.

Vient ensuite le tête hexagonale. C'est là que la clé à douille s'adapte pour serrer et desserrer le bouchon dans son trou dans le moteur. Juste en dessous se trouve un joint qui se comprime fermement contre la culasse. Il est également connu comme un rondelle d'écrasement ou la siège. Certains bouchons ont un siège conique, sans joint supplémentaire. Ceux-ci sont généralement utilisés dans les culasses en fer, tandis que les bouchons avec joints se trouvent généralement dans les culasses en aluminium.

La moitié inférieure du bouchon est filetée. C'est la partie qui se visse, doucement mais fermement, en place. Une petite partie de l'électrode centrale dépasse de l'extrémité inférieure de la fiche. Et le tout est couronné par un électrode de masse ou sangle de masse. L'étincelle qui fait tourner le moteur saute l'espace entre la toute fin de l'électrode centrale et l'électrode de masse. C'est ce qui enflamme le mélange air-carburant qui a été comprimé par le piston.

L'électrode de masse est en métal, avec des options allant de l'acier inoxydable au titane. Il peut également prendre plusieurs formes, des électrodes crantées ou en forme de Y aux électrodes triples avec trois petits bras qui semblent atteindre l'extrémité de l'électrode centrale. En ce qui concerne les matériaux et la forme de l'électrode de masse, vous en avez à peu près pour votre argent. Les bougies d'allumage haut de gamme fabriquées avec des matériaux exotiques coûteront plus cher, mais elles offriront également une meilleure conductivité et une meilleure étincelle.

Ensuite, nous apprendrons ce que nous voulons tous savoir: les règles de base pour changer les bougies d'allumage.

Le diesel est différent

Les moteurs diesel utilisent quelque chose appelé bougies de préchauffage plutôt que des bougies d'allumage. Les moteurs diesel ne nécessitent pas de bougies d'allumage, mais ils démarrent plus facilement si l'air dans le cylindre est chaud. C'est là que la bougie de préchauffage entre en jeu: elle ressemble beaucoup à une bougie d'allumage, mais au lieu d'une électrode centrale, elle a une bobine de chauffage qui chauffe la chambre de combustion.

Changer les bougies d'allumage n'est pas trop difficile, même pour les mécaniquement peu enclins. Si vous êtes prudent, vous devriez avoir peu de problèmes.

Comment savoir si vos prises doivent être changées? Le signe le plus sûr est sur votre odomètre. Les bougies d'allumage doivent généralement être changées tous les 48280 kilomètres. Certaines fiches hautes performances peuvent atteindre 160 934 km (100 000 miles) avant d'être remplacées. Si vous ne savez pas quand le vôtre a été changé pour la dernière fois ou si vous avez un moteur qui tourne grossièrement ou qui a récemment montré une diminution de la consommation de carburant, eh bien, cela pourrait signifier que votre moteur pourrait bénéficier d'étincelles fraîches et propres. Comme toujours, consultez le manuel du propriétaire pour voir ce qui fonctionne le mieux pour votre véhicule.

Vous aurez besoin d'un prise de bougie pour votre clé à douille et un jauge d'écart. Vous pouvez acheter une clé à douille pour bougie d'allumage spécialement conçue pour s'adapter aux bougies de votre voiture ou vous pouvez obtenir une clé à douille pour bougie d'allumage universelle conçue pour s'adapter aux tailles de tête hexagonales les plus courantes. Comme nous l'avons déjà dit, vous n'aurez probablement pas besoin d'écarter vos fiches, mais vous aurez peut-être besoin d'une jauge d'espacement pour vérifier que l'espace entre l'électrode centrale et l'électrode de masse est correct..

Pour trouver les fiches, localisez simplement les fils et suivez-les. Il n'y a généralement qu'un seul bouchon par cylindre, mais ils se déclenchent dans un ordre spécifique défini par le fabricant. Choisissez une prise pour commencer et retirez délicatement uniquement ce fil. Changer une bougie à la fois est beaucoup plus facile que de réinitialiser le moteur après avoir remplacé les fils dans le mauvais ordre.

Maintenant, sortez cette nouvelle prise de bougie et placez-la à l'extrémité de votre clé. Les prises de courant ont généralement une couche de mousse à l'intérieur pour faciliter ce processus. (Il saisit la bougie d'allumage.) Si votre prise n'a pas de joint, utilisez un peu de ruban électrique à l'intérieur de la prise pour obtenir une meilleure prise. Brossez tous les débris lorsque vous retirez la fiche. Lorsque le bouchon est dévissé, il suffit de le soulever hors du trou.

Si vous allez à l'écart, faites-le maintenant. Votre manuel du propriétaire devrait vous indiquer où l'écart doit être réglé; réglez votre jauge et faites-la glisser entre l'électrode de masse et l'électrode centrale. Vous voulez que les électrodes touchent la jauge, mais pas trop étroitement.

Placez la nouvelle bougie d'allumage dans le trou vide à l'aide de la prise de courant. Si possible, vous pouvez même retirer la clé et serrer la bougie d'allumage avec vos doigts. Pour vous assurer que les filetages sont correctement alignés, donnez au bouchon quelques tours dans le sens antihoraire pour le mettre en place avant de serrer le bouchon à la main. Une fois la fiche serrée à la main, vous pouvez terminer le travail avec la clé à douille.

Connectez le fil de bougie desserré à la borne en haut de la bougie. Vous sentirez probablement le fil s'encliqueter en toute sécurité. Lorsque vous avez terminé de remplacer la première bougie d'allumage et que le fil est de nouveau en place en toute sécurité, passez à la prise suivante de la rangée et répétez l'ensemble du processus..

C'était facile, non? Faisons un peu de dépannage quand même.

Pendant que vous y êtes ...

Tant que vous avez débranché les fils, vous pouvez aussi bien faire une inspection de l'isolation. Vérifiez tout le long du fil pour des déchirures ou des fissures. Lorsque vous arrivez au bout du fil, là où il se fixe à la bougie, vérifiez s'il y a des taches sombres ou brûlées. Les fils ne sont pas une pièce mobile et ne s'usent pas souvent, mais une mauvaise isolation pourrait priver votre moteur d'une étincelle utile.

Le retrait d'anciennes bougies d'allumage peut vous en dire long sur l'état de votre voiture, en particulier autour des électrodes à l'extrémité, là où l'étincelle se produit. C'est ce que veulent dire ces vieux mécaniciens lorsqu'ils parlent de «lire» la bougie d'allumage. Ne vous inquiétez pas, cependant: c'est beaucoup moins mystique que de regarder dans une boule de cristal.

La lecture d'une bougie d'allumage peut poser de nombreux problèmes, et nous aborderons les plus courants ici. Par exemple, si la bougie n'a l'air qu'un peu sale, ça va. Cette bougie d'allumage fait son travail depuis au moins 48280 km. Si elle semble brillante, la bougie d'allumage peut surchauffer. Si elle est blanche, la bougie d'allumage est trop chaude pour le moteur. En d'autres termes, il a trop d'isolant pour brûler ces dépôts. Cela est facilement résolu avec une bougie d'allumage plus froide et plus appropriée. Si l'ancien bouchon semble huileux, vous avez des problèmes: de l'huile pénètre d'une manière ou d'une autre dans la chambre de combustion, où elle n'a pas sa place. Les bougies d'allumage peuvent en être un bon indicateur, mais les nouvelles bougies ne sont pas la solution.

Arrêtez-vous si vous constatez que les bougies d'allumage sont si serrées dans leurs trous que vous ne pouvez pas les arracher. Briser une bougie d'allumage dans la culasse signifie que vous devez la percer ou faire un autre voyage au magasin pour un outil spécial pour enlever la pièce cassée. Dans le pire des cas, la culasse du moteur devrait être tirée et emmenée dans un atelier pour réparation. Parfois, vous pouvez éviter ces maux de tête en utilisant une huile pénétrante comme le WD-40. Laissez reposer pendant une heure ou deux et essayez à nouveau de dévisser les bouchons. Lorsque vous remplacez la fiche par une nouvelle, pensez à utiliser un matériau anti-grippant comme Thread Magic pour éviter d'avoir le même problème dans 48280 km..

Parfois, après avoir remplacé les bougies d'allumage, vous pouvez constater que la voiture se retourne contre vous, tourne vraiment mal ou ne démarre pas du tout. C'est généralement parce que vous n'avez pas suivi les conseils pratiques ci-dessus et que vous avez remis les fils de la bougie d'allumage dans le mauvais ordre. Consultez votre manuel du propriétaire pour trouver la solution à l'erreur.

Pour plus d'informations sur les bougies d'allumage et autres pièces automobiles, veuillez consulter les liens sur la page suivante.

La sécurité d'abord

Le remplacement des bougies d'allumage n'est pas un travail particulièrement dangereux. La première chose à faire est la plus évidente: éteindre le moteur. Attendez qu'il refroidisse avant de travailler dessus pour éviter de brûler votre chair sur le métal chaud. C'est également une bonne idée de déconnecter la borne négative de la batterie chaque fois que vous travaillez sur le moteur, puis de la remplacer lorsque vous avez terminé. Il est peu probable que vous obteniez un choc avec celui-ci connecté, mais c'est carrément impossible si vous sortez simplement ce terminal.

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Sources

• Automedia.com. «Les bases des bougies d'allumage» (consulté le 6 juillet 2008) http://www.automedia.com/Spark_Plugs/ccr20041201sp/1
• CarBibles.com. "La Bible du carburant et du moteur." (consulté le 23 juin 2008) http://www.carbibles.com/fuel_engine_bible.html
• Artisanat de voiture. "Choisir la bonne bougie d'allumage pour votre moteur personnalisé." consulté le 14 juillet 2008 http://www.carcraft.com/howto/116_0703_spark_plug_guide/index.html
• CarTalk.com. "Chers Tom et Ray." 10 février 1996 (consulté le 26 juin 2008) http://www.cartalk.com/content/columns/Archive/1996/February/10.html
• Forum sur la technologie diesel. "Bougies de préchauffage." (consulté le 6 juillet 2008) http://www.dieselforum.org/meet-clean-diesel/what-is-clean-diesel/new-technologies/glow-plugs/
• Ganesan, V. «Internal Combustion Engines». McGraw-Hill Inc. 1994.
• Comment changer les bougies d'allumage. "Comment changer vos bougies d'allumage en 10 étapes faciles." (consulté le 26 juin 2008) http://howtochangesparkplugs.weebly.com/index.html
• Bougies d'allumage NGK. "Comment lire une bougie d'allumage?" (consulté le 6 juillet 2008) http://www.ngksparkplugs.com/techinfo/spark_plugs/faq/faqread2.asp
• Bougies d'allumage NGK. "Tech Info - Présentation des bougies d'allumage." (consulté le 6 juillet 2008) http://www.ngksparkplugs.com/techinfo/spark_plugs/techtips.asp?nav=31000&country=US
• Old Burb Club. "Interpréter vos bougies d'allumage." (consulté le 25 juin 2008) http://www.classictruckshop.com/clubs/earlyburbs/projects/spark/plugs.htm
• Sparkplugs.com. "Bougie d'allumage 411." (consulté le 6 juillet 2008) http://www.sparkplugs.com/faqmain.asp