Tout sur les bougies d’allumage - ?· Tout sur les bougies d’allumage Information technique N°…

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  • Tout sur les bougies dallumage

    Information technique

    N 02

    Technique Technologie de dmarrage Refroidissement Technologie dallumage froid diesel des capteursnBERU Ultra nBERU Ultra X Titan

    nBERU Platin

    Perfectionintegre

  • Moteur essence 3

    Construction et types des bougies dallumage 4

    Degr thermique et conduction thermique 6

    Offre de bougies dallumage BERU 7

    Conseils pour latelier 8

    Avenir 12

    Fabrication des bougies dallumage 14

    Mode de fonctionnement de la bougie dallumage dans le moteur essence 3Exigences relatives une bougie dallumage moderne 3

    Matriaux 4Ecartement des lectrodes 4La bougie dallumage en dtail 4Position de lclateur et distance dclatement 5Sige dtanchit 5

    Degr thermique 6Influences sur le degr thermique 6Conduction thermique 6

    BERU Ultra X Titan. La gamme pour des exigences x-trmes 7BERU Ultra : le choix des constructeurs 7Bougies dallumage spciales 7

    Contrle des bougies dallumage 8/9Dfauts de fonctionnement et usure 10Montage des bougies dallumage 10Aides de montage BERU 11

    Lavenir des bougies dallumage 12Exigences leves pour les nouvelles gnrations de bougies dallumage 12De nouvelles gomtries de bougies dallumage pour une dure de vie encore plus longue 13Nouveau connecteur haute tension pour une rsistance accrue le contournement lectrique 13Technologie dallumage haute frquence : La solution pour lavenir 13Systmes de mesure et dapplications les plus rcents 14

    De lbauche pice de prcision 14Essais dendurance BERU 15Normes de qualit les plus rigoureuses 15Services BERU 15

    Table des matires

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    Facilit de dmarrage, dure de vie, puissance, consom-mation et qualit des gaz dchappement du moteur ces importants paramtres sont influencs par la bou-gie. La partie dterminante pour le fonctionnement de la bougie se trouve dans la chambre de combustion du moteur, seules une partie de lisolateur et la pice de raccordement sont visibles de lextrieur.

    Pendant le fonctionnement, les bougies dallumage doi-vent fournir des performances de trs haut niveau : Dans toutes les situations, elles doivent allumer de manire fiable, garantir des dmar-rages froid corrects et un fonctionnement sans -coups mme pleine puissance et apporter leur contribution une combustion optimale assurant une faible mission de polluants.

    Elles doivent rsister aux tempratures de la chambre de combustion qui atteignent 3000 C et des pressions de 100 bars, viennent encore sy ajouter des tensions dallumage de 40 000 volts et des pointes de courant transitoires de 300 A. Les contraintes chimiques aug-mentent encore les critres de qualit. Dans ces condi-tions extrmes, les bougies dallumage doivent rsister pendant des dizaines de mil-liers de kilomtres.

    Les bougies dallumage BERU sont des composants hautement spcialiss et extrmement prcis. Ils ont t mis au point en fonc-tion des prescriptions des constructeurs automobiles et sont fabriqus dans des installations de production modernes.

  • Mode de fonctionnement de la bougie dallumage dans le moteur essence

    Exigences relatives une bougie dallumage moderne

    Le moteur essence

    Contrairement aux moteurs diesel, lallumage des moteurs essen-ce doit tre dclench : lors de la compression, la combustion du mlange comprim carburant-air est provoque par une tincelle lectrique. Le rle de la bougie dallumage est ici de gnrer cette tincelle. Elle se forme entre les lectrodes du fait de la haute ten-sion gnre par la bobine dallumage. Partant de ltincelle, un front de flammes se dplace travers lensemble de la chambre de combustion jusqu ce que le mlange soit brl. La chaleur libre augmente la temprature et la pression monte rapidement dans le cylindre, ce qui pousse le piston vers la bas (Explosion). Le mouvement est transmis via la bielle au vilebrequin celui-ci entrane le vhicule via laccouplement et les essieux.

    Afin que le moteur puisse tourner rond et fonctionner avec puissance et de manire non polluante, de nombreuses condi-tions doivent tre remplies : Le cylindre doit contenir la quantit ncessaire et optimale de mlange carburant-air, de composition optimale, ltincelle dallumage haute nergie doit sauter entre les lectrodes un moment exactement prdfini. Les bougies dallumage sont donc trs sollicites : une puissante tincelle dallumage (dans un moteur quatre temps) doit se produire entre 500 et 3 500 fois par minute, que ce soit pendant des heures de conduite haut rgime ou dans des conditions de trafic discontinu. Elles doivent garantir un allumage totalement fiable mme 20 C. Les bougies dallumage de haut niveau assurent une combustion missions faibles et une utilisation optimale du carburant, sans rats dallumage pouvant faire passer du carburant imbrl dans le pot catalytique et le dtruire. Une bougie dallumage moderne doit satisfaire aux exigences suivantes :

    Les bougies dallumage dveloppes par BERU et fabriques partir de matriaux de haute qualit rsistant durablement ces contraintes extrmes. Dj lors du dveloppement du moteur, les ingnieurs de BERU collaborent troitement avec lindustrie automobile afin que les bougies dallumage soient adaptes de manire optimale aux conditions respectives rencontres dans la chambre de combustion.

    Exigences lectriques

    n Transmission fiable de la haute tension galement pour des tensions dallumage atteignant 40 000 volts n Grande capacit disolation galement pour des tempratures de 1 000 C, vitant les dcharges disruptives et les claquages

    Exigences mcaniques

    n Fermeture tanche la pression et aux gaz de la chambre de combustion, rsistance aux pressions oscillantes jusqu env. 100 barsn Rsistance mcanique leve pour un montage sr

    Exigences thermiques

    n Rsistance aux chocs thermiques (gaz dchappement chauds mlange aspir froid)n Bonne conductivit thermique du pied de lisolateur et des lectrodes

    Exigences lectrochimiquesn Rsistance lectrorosion, aux gaz de combustion et aux rsidus de combustionn Eviter la formation de dpts sur lisolateur

    Ltincelle de la bougie dalluma-ge induit lors de la compression la combustion du mlange com-prim carburant-air.

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  • Raccordement pour lembout de bougie (la figure montre un nouveau raccord SAE, les vhicules plus anciens sont quips de raccords M4). Transmet la tension dallumage llectrode.

    La tige dacier (broche de contact) noye de manire tanche aux gaz dans du ciment base de verre lectroconducteur, servant de liaison avec llectrode centrale.

    Lisolant est constitu dune cramique doxyde daluminium et isole llectrode centrale jusqu 40 000 volts par rapport la masse. Lisolant peut tre fabriqu avec un profil lisse ou avec des gorges qui vitent le contournement lectrique.

    Le culot de bougie nickel tanche au gaz est reli lisolant par un procd de sertissage chaud. Cest pourquoi la zone de contraction prsente une couleur doxydation bleue. Le filetage sert maintenir la bougie dans le bloc moteur.

    Bague dtanchit extrieure imperdable servant ltanchement et lvacuation de la chaleur.

    Connexion lectrique de la broche de contact et de llectrode centrale. Lajout dimpurets appropries permet de confrer au ciment base de verre une rsistance dfinie. Il garantit ainsi la rsistance lrosion et les caractristiques de dparasitage.

    La bague dtanchit intrieure assure la liaison tanche aux gaz entre lisolant et le culot mtallique, et permet dvacuer la chaleur

    Llectrode centrale est un noyau de cuivre entour de nickel. En fonction du type, llectrode centrale peut tre en platine ou en iridium.

    Le pied de lisolateur dpasse dans la chambre de combustion. Il influence considrablement lindice thermique de la bougie dallumage.

    Lpaulement dintroduction facilite le vissage de la bougie dans le bloc moteur.

    Lespace de respiration influence le comportement autonettoyant.

    Une ou plusieurs lectrodes de masse sont soudes sur le culot de la bougie dallumage et dfinissent la distance dclatement avec llectrode centrale. Des alliages base de nickel spcialement dvelopps (ou des blindages en platine ou en titane) augmentent la rsistance lrosion des lectrodes.

    Ultra X Titan

    lectrode centrale en platineEcartement des lectrodes EA

    EA

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    Construction et types des bougies dallumage

    Afin de toujours pouvoir fournir la bougie dallumage optimale pour la grande varit des moteurs et types dutilisations, BERU propose une large palette de bougies dallumage. Ce faisant, on utilise des matriaux trs diffrents pour llectrode centrale. Des alliages spciaux base de nickel ainsi que des lectrodes noyau de cuivre se distinguent par une bonne vacuation de la chaleur et une rsistance leve la corrosion. Largent a une conductibilit thermique encore plus leve. Platine et iridium offre une rsistance optimale lrosion et prolonge ds lors les intervalles de remplacement. Llectrode de masse est tout aussi importante : sa gomtrie influence notamment laccessibilit du mlange, lusure, lvacuation de la chaleur et la tension dallumage ncessaire. Le titane, le platine et liridium offrent des dures de vie particulirement longues et conservent le mme cartement des lectrodes.

    La plus courte distance entre llectrode centrale et les lec-trodes de masse de la bougie dallumage est appele cartement des lectrodes. Cest la distance que doit parcourir ltincelle dallumage. Lcartement optimal des lectrodes dans chaque situation dpend en partie du moteur et il est dtermin en troite collaboration avec le constructeur du vhicule. Il est important de maintenir lcartement des lectrodes avec une prcision maximale, car un cartement incorrect a un effet extrmeme