Fonctionnement de l'allumage d'une voiture
Utile sur les moteurs essence, l'allumage permet d'enflammer le mélange carburant/comburant dans la chambre de combustion. Car si les moteurs diesel n'en ont pas besoin en raison de l'auto-allumage par pression/chaleur, l'essence a besoin de déclencher la combustion par le biais de bougies (d'allumage donc). De plus, avec la présence de plusieurs bougies (autant qu'il y a de cylindres), le système doit aussi savoir laquelle il doit alimenter en jus. Il faut aussi prendre en compte que l'étincelle doit être produite à un moment bien précis dans chaque cylindre, selon la position du piston et du régime moteur en cours ... Un peu trop tôt ou un peu trop tard et ça ne va plus !
Schéma de fonctionnement
Version avec rupteur mécanique
Voici deux phases du cycle de l'allumage. Pour mieux comprendre le rapport entre le rupteur et le distributeur, il faut savoir comment fonctionne la bobine (voir plus bas).
D'une manière générale, la batterie fournit du courant à la bobine. Cette bobine aura le rôle d'envoyer un courant intense vers les bougies en utilisant un procédé similaire à un transformateur (passe d'un courant faible à un courant fort pour permettre l'étincelle en bout de bougie).
Cependant, toutes les bougies d'un moteur ne doivent pas être allumées en même temps ... Il faut donc quelque chose qui choisisse la bougie qui devra être illuminée. Ce sera alors le rôle du distributeur qui aura donc la tâche de distribuer l'étincelle à la bougie qu'il faut. Il s'agit alors d'un simple mécanisme rotatif qui engendrera des connexions sur les bornes (reliées à chacune des bougies) qu'il croise.
Le distributeur et le rupteur sont synchronisés avec les mouvements du moteur.
ETAPE 1 : pas d'étincelle
(Sur les moteurs modernes, les rupteurs/condenseurs sont remplacés par un système électronique qui ne s'use pas et qui est contrôlé par le calculateur). D'autres montages existent avec plusieurs bobines: voir plus bas dans l'article ...
ETAPE 2 : étincelle
ETAPE 3 : etc ...
Constituants de l'allumage
Le circuit d'allumage est donc composé de différents éléments :
Batterie : elle accumule de l'énergie électrique sous forme chimique. "Elle peut restituer cette énergie par la transformation de sa matière interne". Voir ici pour plus d'infos
Bobine : Elle s'occupe de transformer les 12v de la batterie en quelque chose de plus pêchu : le but est de provoquer une étincelle sur les électrodes des bougies d'allumage. Cette dernière est traversée par deux circuits de bobines de différent calibres. Quand le circuit primaire (rouge) est coupé au niveau du rupteur (circuit dit d'ouvert), cela induit une forte tension sur le circuit secondaire (fil bleu qui part du centre de la bobine). Cette haute tension est obtenue grâce au concours des forces électromagnétiques induites par l'électricité. Bref, on croise deux bobines en jouant avec le jus qui les traverse pour obtenir la surtension
Distributeur : il distribue à chaque bougie sa "ration d'électricité" par rotation. Il se met alors au contact des différentes bougies un peu comme l'aiguille d'une horloge qui passe par les différentes heures.
Rupteur / condensateur : ces deux là sont des "amis". Le rupteur permet d'ouvrir et fermer le circuit primaire (rouge) à chaque fois que l'on a besoin d'une étincelle. Car dès que le rupteur enlève le contact, cela provoque une surtension en sortie de bobine (circuit secondaire bleu) qui permet l'étincelle en bout de bougie. Notez que le rupteur n'est pas l'organe qui limite le régime moteur maximal contrairement à ce que beaucoup croient. Enfin, le condensateur est là pour des raisons techniques, afin que le rupteur marche correctement
Bougie : sa tête va jusque dans le cylindre pour enflammer le mélange carburant/air
Avance à l'allumage
Le système fait en sorte que l'étincelle soit produite au bon moment selon le régime moteur. En effet, plus on monte dans les tours plus il faut de l'avance à l'allumage, c'est à dire déclencher l'étincelle un peu plus tôt par rapport au moment où le piston arrive le plus haut possible (moment de la compression, des 4 temps du moteur). Ce point culminant est appelé PMH pour les initiales de Point Mort Haut (quand le piston est tout en haut).
Notez cependant que si l'avance est trop importante, le moteur subira de grosses contraintes qui vont l'endommager. Le symptôme est l'apparition de cliquetis et le résultat est des pistons déformés ...
Rupture moteur (régime maxi)
Notez que ce n'est pas le rupteur qui qui empêche le moteur d'aller trop loin dans les tours mais plutôt ce que l'on appelle limiteur de régime. On l'appelle à tort rupteur ...
Moteurs plus récents ?
Sur les moteurs plus récents, le rupteur a eu une tendance à disparaitre au profit de systèmes électroniques qui ne s'usent pas. Car il faut noter que l'usure de la came (ce qui pousse la tige du rupteur pour ouvrir le circuit : voir schémas du haut) du rupteur mécanique modifie légèrement la manière (rythme) de fonctionner de ce dernier. Il faut donc refaire le réglage de l'avance au fur et à mesure de l'usure de la pièce, ce qui reste assez contraignant ... Le système de cames est aujourd'hui remplacé par de systèmes avec aimants : il n'y a donc plus de frottement et donc d'usure. De plus, même la durée de l'étincelle au niveau de la bougie est désormais contrôlable.
Actuellement, c'est la calculateur qui s'occupe de tout et il n'y a plus besoin d'effectuer de réglage. Il reçoit les informations nécessaires au fonctionnement de l'ensemble grâce à des capteurs.
Autre montage privilégié sur moteurs modernes : "bobine sur bougie"
Sur les montages modernes, il existe principalement des systèmes où il y a autant de bobines/rupteurs que de cylindres. En effet, au lieu d'avoir un distributeur qui répartit la "force" d'une seule bobine, il y a plusieurs montages complets. En gros, c'est comme si chaque cylindre était un moteur indépendant qui avait son propre système d'allumage.
Le principe reste le même sauf que le système n'est pas mécanique (évite l'usure) mais aussi qu'il est cette fois-ci contrôlé par le calculateur, qui peut alors choisir le meilleur rythme à avoir. Enfin, ce système permet d'optimiser la combustion et donc de réduire la consommation de carburant.
Moderniser un ancien allumage ?
Il est possible de changer votre rupteur mécanique par des systèmes électroniques plus évolués. Une voiture ancienne peut alors être débarrassée de son ancien système qu'il faut re-régler régulièrement.
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