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Électricité - Allumage

Introduction  

Cet article est en cours d'écriture, patientez encore pour en avoir l'intégralité...

Histoire  

À l'origine des moteurs à explosion s'est posé le principe de l'inflammation du mélange air-essence.

La première méthode réellement utilisée a été le transfert de flammes, imaginée par William Barnett et mise au point par Hugon. Au moment où le piston est en fin de compression, une petite fente pratiquée dans le haut du cylindre se trouve en communication avec la fente d'un boisseau tournant contenant une flamme. Cette dernière enflamme le mélange qui explose ; toutefois, effet secondaire indésirable, le souffle de l'explosion éteint la flamme. Mais, astuce, le boisseau, continuant sa rotation présente sa fente devant une seconde flamme toujours allumée qui rétablit ainsi la première et ainsi de suite...

Ce système ingénieux, mais trop imprécis, n'a malheureusement pu faire tourner un moteur qu'à vitesse lente.

Principe de l'allumeur Barnett-HugonPrincipe de l'allumeur Barnett-Hugon © P. Bérenger

Le système suivant, utilisé vers 1890/1900 et inventé par Wilhelm Maybach, consiste en un doigt de platine fixé sur la tête du cylindre et la traversant. Cette pièce de métal était chauffée au rouge par un brûleur à pétrole extérieur. L'explosion se produisait quand le mélange était suffisamment compressé dans le cylindre. Avec, là encore, toute la précision qu'on peut imaginer...

Ce dispositif nécessitait une procédure particulière pour son démarrage car le brûleur à pétrole ne pouvait s'allumer que si on le chauffait au préalable à l'aide d'alcool à brûler. Tout un cérémonial qui aurait été à l'origine du mot « chauffeur » qui désignait la personne qui démarrait le moteur ainsi.

Un autre système, toujours utilisé pour les moteurs de modèles réduits, est le principe de la bougie incandescente (glow plug), consistant en une bougie faite d'un filament constamment porté à incandescence à l'aide d'un courant électrique.

Ces deux derniers systèmes ne permettaient pas de gérer l'instant exact de l'allumage et étaient donc peu performants.

L'allumage électrique que nous connaissons sur nos véhicules anciens et plus récents date déjà. Il a été imaginé et mis au point par Étienne Lenoir vers 1860 qui n'a malheureusement pas pu le mettre en place à l'échelle industrielle faute de... générateur de courant ou de piles fiables. Son système comprenait tout le principe moderne (allumeur à vis platinées, bobine haute tension, etc. Ne manquait que le condensateur).

Ce système a été ensuite amélioré par Forest.

En attendant l'arrivée de la dynamo pour l'alimenter, c'est l'allumage par magnéto qui prendra sa place pour quelques années. Mise au point entre 1880 et 1900 par Werner Siemens puis André Bouteville et Robert Bosch, la magnéto ne produisait qu'un courant basse tension conduit aux bougies par un rupteur et un doigt dans le distributeur.

Ce n'est qu'au cours de la première guerre mondiale que, face aux difficultés d'importation des magnétos, la firme américaine Delco mit au point l'allumeur moderne avec réglage de l'avance et alimenté par une batterie. Cette « paternité » fit que longtemps cet appareil s'appela tout simplement un « delco ».

Il est à noter que Citroën avait mis en place des allumeurs simplifiés sur les 2CV et les premières DS19 ; ils consistaient soit en un système à étincelle perdue (2CV et également utilisé sur les moteurs de moto Triumph), produite à chaque PMH ou en un système à vibreur ou trembleur (DS19), un peu comme celui des sonnettes de porte électriques...

Le dernier s'est révélé très peu fiable et a été abandonné rapidement.

Un matériel hybride a également existé un certain temps pendant les années 30 ; il consistait en un allumeur alimenté par une magnéto au lieu de la batterie et de la bobine. La marque la plus connue était alors « Voltex ».

L'allumage alimenté par la batterie et une bobine haute tension s'est généralisé sur la plupart des véhicules à essence depuis maintenant quasiment un siècle. L'allumeur a d'abord été mécanique puis est devenu électronique.

Théorie  

Pour être mis au point, l'allumage précis, c'est à dire capable de gérer le moment exact de l'inflammation du mélange essence (carburant) et oxygène (comburant) en toutes circonstances, a nécessité de connaître et comprendre le principe de l'inflammation et de l'explosion.

La vitesse de propagation de l'explosion est de l'ordre de 30 à 50 m/s et la vitesse d’un piston à 1 000 tr/mn est de l’ordre de 3 à 5 m/s.

On voit donc qu'il est important de maîtriser le moment exact de l'allumage afin de profiter de l'effet maximum de la poussée des gaz quand le piston redescend. Le provoquer trop tôt contrarierait la fin de la montée du piston vers le PMH (Point Mort Haut ou TDC en anglais, soit Top Dead Centre ou OTP en allemand soit oberer Totpunkt) et le provoquer trop tard provoquerait une perte de puissance.

D'autre part, un excès d'avance engendre des pressions et des températures très fortes dans le cylindre. Dans certains cas de fonctionnement, ces conditions peuvent entraîner un processus de combustion anormale : le cliquetis. Seuls des essais au banc permettent de déterminer le moment optimum de l'allumage en fonction de la vitesse de rotation du moteur. Il est facile toutefois de comprendre que plus le moteur tourne vite, plus l'allumage doit être déclenché tôt. Il s'agit de l'avance à l'allumage.

Ce principe de réglage variable de l'avance en fonction de la vitesse de rotation du moteur a été facilement mis au point en extrapolant le régulateur de Watt qui servait depuis longtemps à réguler la vitesse de rotation des machines à vapeur. Il consiste en un système de masselottes qui s’éloignent plus ou moins de leur axe de rotation en fonction de la vitesse de rotation ; leur éloignement est déterminé par des ressorts et varie donc avec la dureté de ceux-ci.

Mais, ce réglage n'est pas suffisant car la vitesse de propagation de l'explosion varie en fonction de la richesse du mélange essence-oxygène. Plus le mélange est riche et plus cette vitesse est rapide. Dans ce cas, il convient de retirer de l'avance. Cette fonction est remplie par le correcteur d'avance à dépression. Autrefois, le conducteur corrigeait cette avance grâce à une manette située sur le volant.

Le correcteur d'avance à dépression est branché sur la pipe d'admission. Plus le mélange est riche et plus le papillon du carburateur est ouvert, permettant une plus grande admission d'air. La dépression engendrée dans la pipe est ainsi d'autant plus grande ; elle est utilisée pour corriger l'avance.

Principe de l'allumage électrique  

L’allumage électrique consiste à faire jaillir une étincelle entre les extrémités de deux conducteurs fixes. Cette étincelle doit être suffisamment puissante pour enflammer le mélange gazeux de carburant et de comburant et doit se déclencher au moment opportun.

Pour faire jaillir une étincelle entre les extrémités de deux conducteurs, il faut appliquer à ces conducteurs une tension d’autant plus importante que l’écartement des conducteurs est grand (les valeurs ci-dessous concernent une étincelle produite à l'air libre et sous pression atmosphérique ; dans un mélange gazeux sous pression, il faut augmenter la tension pour produire une étincelle).

Or nos autos ne sont équipées que de batteries délivrant une tension de 6, 12 ou 24 V selon leur âge ou leur taille. Nous sommes loin des 30 à 40 kV nécessaires !

Écartement (mm)Tension minimum (kV)
620
1035
5060
100150

Nous allons donc voir en détail comment la fabrication de cette étincelle a évolué au cours du temps.

La magnéto  

Paragraphe en cours d'écriture...

L'allumeur mécanique conventionnel  

Principe de l'allumeur mécanique conventionnelPrincipe de l'allumeur mécanique conventionnel © P. Bérenger

L'allumeur mécanique conventionnel a équipé nos autos pendant des décennies depuis la fin de la guerre de 14-18 et c'est celui qu'on va retrouver sur la grande majorité de nos anciennes et des plus récentes car c'est l'allumage électronique qui l'a supplanté.

Il a remplacé le système de la magnéto dès lors que les batteries sont devenues fiables et disponibles à des prix compatibles avec cette utilisation grand public.

Son principe de fonctionnement est relativement simple et ingénieux.

Pour produire de la haute tension à partir de la très basse tension fournie par la batterie, il faut un transformateur. Ce sera la « bobine ». Mais un transformateur ne fonctionne pas en courant continu puisque c’est la variation du courant circulant dans son bobinage primaire qui créé le courant dans son bobinage secondaire.

Pour faire varier le courant dans le bobinage primaire, il suffit d’intercaler un interrupteur, le « rupteur » dans le circuit l'alimentant et de l’actionner chaque fois qu’on désire une étincelle ; le courant est ainsi haché et n’est plus continu. Cette variation de courant dans le primaire créé un flux magnétique dans le fer de la bobine qui créé ainsi un courant dans le secondaire.

Ce courant haute tension est alors envoyé à la bougie pour faire jaillir une étincelle à ses bornes. et comme il y a une bougie par cylindre (parfois plus) et généralement plusieurs cylindres à nos moteurs, on dirige ce courant vers la bougie voulue à l'aide du « distributeur ».

Examinons maintenant chacun de ces composants.

La batterie et le contact

La batterie fournit le courant continu très basse tension (6 V, 12 V ou 24 V). Pour en savoir plus sur les batteries, consulter la page « Batterie ».

Le contact n'est qu'un interrupteur actionné par une clé.

La bobine

Principes

Pour faire simple, la bobine, comme tout transformateur, est constitué de deux enroulements de fil de cuivre émaillé autour d'un noyau en fer.

Rappelons que le passage d'un courant continu au travers d'une bobine enroulé autour d'un noyau en fer produit dans ce noyau un champ magnétique constant. Si on se limite à celà, on a réalisé un électro-aimant comme par exemple tous ceux qui se trouvent dans les relais.

Si on fait parcourir la bobine par un courant variable (continu haché ou alternatif), le champ magnétique généré est variable et si une deuxième bobine est enroulée autour du noyau, le champ magnétique variable y génère un courant haché ou alternatif dont la tension est proportionnelle au rapport du nombre de spires des enroulements secondaire et primaire et à la tension du courant du primaire.

Ce sont Ampère et Faraday qui ont découvert et étudié ces propriétés.

Bobines à coupellesBobines à coupelles © Beru

Pour revenir à la bobine de notre allumage, dite « bobine à coupelles », elle est donc constituée de deux enroulements autour du même noyau de fer d'environ 100 g.

Le primaire est alimenté soit en 6 V, soit en 12 V, il est bobiné à l'extérieur de l'enroulement secondaire, en fil de cuivre émaillé de faible longueur et de gros diamètre (0,8 mm en 6 V et 0,55 mm en 12 V), il comporte de 260 spires en 6 V à 370 en 12 Vet a donc une faible résistance (de 1,5 à 3,6 Ω).

L'enroulement secondaire est placé plus à l'intérieur, il est également constitué de fil de cuivre émaillé mais de faible section (0,09 mm)et de plus grande longueur, il comporte de 16000 à 19000 spires et a une forte résistance (de 3500 à 4500 Ω).

Le noyau est feuilleté (pour limiter les courants parasites de Foucault qui créerait une forte augmentation de température). Il est constitué de lames ou de fils de fer doux, il assure la concentration des lignes de champ magnétique et il repose sur un silo isolant.

Si vous avez bien suivi, vous avez retenu que la tension générée au secondaire était proportionnelle à celle alimentant le primaire et au rapport du nombre des spires des bobinages. Donc 12 V x 19000 spires / 370 spires = 600 V... Pas de quoi alimenter nos bougies direz-vous !

C'est vrai, sauf que ça ne marche pas tout à fait comme ça. Un autre phénomène intervient, il s'agit de la self-induction (lire l'encadré ci-dessous) qui va permettre d'atteindre la tension désirée.

Pour finir la présentation de la bobine ancienne classique, sachons qu'un enroulement de papier isolant est disposé entre les bobinages primaire et secondaire, que l'ensemble est maintenu en place dans la carcasse cylindrique en tôle par du brai coulé à chaud, parfois dans de l'huile.

Elle comporte trois bornes :

  • la borne centrale est la sortie haute tension et est reliée à une extrémité de la bobine secondaire ;
  • deux bornes laterales souvent notée B (pour batterie), + ou Sw (pour switch) et R (pour rupteur), D (pour distributeur), CB (pour contact breaker) ou -  elles sont reliée chacune à une extrémité de la bobine primaire.

Le compte n'y est pas direz-vous. Où est reliée l'autre extrémité de la bobine secondaire ?

Eh bien, ça dépend...

Il y a en fait quatre possibilités selon que le bobinage secondaire est relié au + ou au - et qu'ils sont enroulés dans le même sens ou en sens inverse, et évidemment des avantages et des inconvénients pour chacun d'eux :

 Relié au +Relié au -
Enroulés dans
le même sens
Borne HT de signe positif (désavantageux)
Pas d'augmentation de résistance du circuit HT (avantageux)
Fem de self primaire sans effet (désavantageux)
Borne HT de signe positif (désavantageux)
Résistance du circuit HT augmentée de la résistance du primaire (désavantageux)
Fem de self primaire s'ajoutant à celle du secondaire (avantageux)
Enroulés en
sens inverse
Borne HT de signe négatif (avantageux)
Pas d'augmentation de résistance du circuit HT (avantageux)
Fem de self primaire sans effet (désavantageux)
Borne HT de signe négatif (avantageux)
Fem de self primaire s'opposant à la fem secondaire (désavantageux)

La couleur de fond des cases du tableau ci-dessus indique si le compromis est bon (vert), moyen (orange) ou mauvais (rouge). De fait les fabricants de bobines ont choisi les dispositions de couleur verte ou orange.

Évolution

En lisant l'encadré ci-dessous, on constate que la qualité de l'étincelle dépend à la fois de la vitesse du rupteur et donc de celle du moteur et de l'intensité maximum dans le primaire.

Cette dernière condition peut être atteinte en augmentant la tension de la batterie : il s'agit d'une des raisons qui ont conduit au remplacement des batteries de 6 V par les batteries de 12 V qui dataient des années 1910-1920.

En ce qui concerne la vitesse du rupteur et donc de celle du moteur, autant l'augmentation de la vitesse est favorable (accroissement de Es), autant elle ne permet pas d'atteindre Ip optimum quand elle évolue trop.

On a donc conçu des bobines à double débit primaire en ajoutant une résistance en série avec le bobinage primaire ; elle est en fonction sous un seuil de vitesse du moteur et shuntée au-delà de ce seuil par un contacteur auxiliaire automatique. Les bobines RT fabriquées par Magnétos RB étaient conçues ainsi (malheureusement, je n'ai pas trouvé de schéma correspondant...).

D'autres montages se sont limités à quelque chose de plus simple en fixant le seuil de vitesse assez bas pour qu'il soit inférieur au ralenti. Ainsi, la résistance additionnelle n'est en fonction qu'au moment où le démarreur tourne et est hors fonction dès qu'il est à l'arrêt. Cette commutation est réalisée au niveau de la clé de contact ou du bouton de démarreur s'il en est séparé.

Dans ce cas, soit la résistance est externe, soit elle est interne à la bobine. Si elle est interne, la bobine a alors une troisième borne à brancher. Ne pas se tromper...

Les bobines à résistance les plus communes ont résolu le problème sans troisième borne et en gardant la résistance en permanence en série avec le bobinage primaire dont la résistance propre est réduite (cf. explications ci-dessous).

Les bobines modernes n'ont plus cette forme de « bobine à coupelles » ; elles sont pourtant conçues sur le même principe, mais avec des formes et des caractéristiques différentes. Il peut y en avoir jusqu'à une par bougie. elles sont adaptées aux systèmes d'allumage électronique. Nous verrons plus loin en quoi cela consiste.

Bobines modernesBobines modernes © Beru

Contrôle

Une bobine ne nécessite aucun entretien ; sa durée de vie est variable mais dépasse rarement 80.000 km sans perte de performance.

Il est facile de tester une bobine ; il suffit de mesurer la résistance de ses enroulements, entre les deux petites bornes pour le primaire et entre la sortie HT et l'une des petites bornes pour le secondaire. la résistance des bobinages doit rester dans les valeurs indiquées pour le modèle considéré car la cause essentielle de perte de performance est le défaut d'isolment des bobinages qui se répercute sur une baisse de résistance.

Pour ceux que ça intéresse, voici un peu de théorie sur le fonctionnement de la bobine :

Pour la suite, nous aurons dans les formules :

  • nombre de spires d'un bobinage : N avec Np pour le bobinage primaire et Ns pour le secondaire ;
  • longueur du bobinage : L ;
  • surface du bobinage : S ;
  • intensité parcourant le bobinage : i ;
  • inductance du bobinage : L ;
  • champ magnétique : B ;
  • flux magnétique : Φ ;
  • force électromotrice : U avec Up pour le bobinage primaire et Us pour le secondaire ;
  • temps : t ;
  • représentation mathématique d'une petite variation : d ;
  • diverses constantes : k ;

Rappelons :

  • Un bobinage parcouru par un courant électrique produit un champ magnétique B. La bobine est alors traversée par un flux magnétique Φ :
    B = k x N x i / L et Φ = B x S
  • Lorsqu’il y a variation de flux dans un bobinage, il y a création aux bornes de ce bobinage d’une force électromotrice induite (fem) qui tend à s’opposer à la cause qui à donnée naissance à cette variation de flux :
    U = (dΦ / dt) x N d'où U = -L x (di / dt)

Évidemment, la deuxième action est une réaction à la première. Ainsi, dans le cas de notre bobine, le courant ne circule pas immédiatement dans le primaire à la fermeture du rupteur, il lui faut un certain temps pour s'établir. Enfin, dès lors que le courant commence à circuler, il se créé dans le primaire une fem qui empêche la diminution du flux magnétique, il s'agit du phénomène de self-induction.

Voyons maintenant le déroulement complet d'un cycle de fonctionnement :

1. À la fermeture du circuit primaire par le rupteur, la variation de flux créée par l'établissement du courant primaire dans les bobinages primaire et secondaire génère tout à la fois une fem induite dans le primaire qui tend à s’opposer à l'établissement du courant primaire et donc retarde son établissement et d'autre part une fem induite dans le secondaire qui est faible et qui ne peut encore produire une étincelle aux bornes de la bougie.

2. À l'ouverture du circuit primaire, le courant primaire diminue brusquement. Le champ magnétique et le flux disparaissent brusquement. Cette variation brutale du flux entraîne une fem induite Up dans le bobinage primaire et une fem induite Us dans le bobinage secondaire suffisante pour créer l'étincelle à la bougie. C'est donc cet instant qui est choisi pour réaliser « l'allumage ».

Us est d'autant plus élevée que :

  • le flux magnétique produit dans l'enroulement secondaire est élevé ;
  • le nombre de spires de l'enroulement secondaire est élevé ;
  • les variations de flux magnétique sont rapides ;
  • l'intensité du courant dans l'enroulement primaire est élevée (donc plus la résistance de la bobine primaire est faible) ;
  • la coupure du circuit primaire est brusque.
Schéma de fonctionnement de la bobineSchéma de fonctionnement de la bobine © P. Bérenger

Les deux courbes bleues indiquent respectivement l'intensité et la tension du courant qui traverse le bobinage primaire. L'intensité maximum est de l'ordre de 4 A pour un primaire d'environ 3 Ω. La tension maximum obtenue à l'ouverture du rupteur est de l'ordre de 300 à 700 V selon les bobines. il en résulte une tension maximum dans le bobinage secondaire de 20 à 40 kV comme le montre la courbe rouge.

L'énergie emmagasinée dans la bobine et qui sera relachée dans la bougie est égale à W = 0,5 x Lp x Ipmaxi2.

Par ailleurs, l'étincelle se produit à une tension plus basse si l'électrode centrale de la bougie a une polarité négative ; car, à sa température de fonctionnement élevée, cette électrode est entourée d'un nuage d'électrons qui ionisent le gaz ambiant et favorisent l'amorçage de l'étincelle. Une inversion de branchement de la bobine usera alors de façon anormale l'électrode latérale de la bougie.

La bobine à résistance

Lorsque le courant commence à circuler dans le primaire, le phénomène de self-induction freine sa montée en intensité de façon d'autant plus forte que le primaire a de spires. L'intensité maximum n'est ainsi atteinte qu'après un certain temps, indépendant de la vitesse de rotation du moteur. Or, les temps de fermeture et d'ouverture du rupteur sont inversement proportionnels à la vitesse de rotation du moteur.

Si le temps de fermeture Tf devient plus court que le temps de montée en intensité Tmi, l'intensité atteinte au moment de l'ouverture du rupteur devient inférieure à l'intensité maximum espérée, ce qui réduit au carré l'énergie emmagasinée.

Pour pallier ce problème, il faut réduire Tmi. Une solution est donc de réduire l'inductance de l'enroulement primaire, donc son nombre de spires. C'est un compromis à trouver entre la réduction de L et l'augmentation de Ip dans la formule ci-dessus.

Augmentation de l'intensité primaireAugmentation de l'intensité primaire © P. Bérenger

L'allumeur

Dans le cas de l'allumage mécanique conventionnel, le rupteur, le distributeur, le système de réglage de l'avance et le condensateur sont dans un même ensemble appelé allumeur.

Paragraphe en cours d'écriture...

Le rupteur et son compagnon le condensateur

Revenons à l’interrupteur du circuit primaire. Il s’agit évidemment du rupteur de l’allumeur qui est actionné tous les deux tours de chaque cylindre soit en totalité tous les demi-tours du moteur (pour un moteur à 4 cylindres).

Autant le dire tout de suite, c'est le maillon faible de toute la chaîne !

Le rupteur, ainsi appelé parce qu'il coupe périodiquement la liaison à la masse du courant primaire de la bobine, est constitué de deux contacts (les fameuses vis platinées), d'un linguet mobile autour de son axe dont il est isolé par une bague et d'un ressort de rappel dont le rôle est de maintenir les contacts fermés sous une tension de 400 à 700 grammes. Le schéma animé reproduit le rupteur d'un moteur à quatre cylindres car il est équipé d'une came à quatre bossages. Le fil est relié au bobinage primaire de la bobine et va à la masse à travers le ressort et les vis platinées ; d'un autre côté, il est relié en parallèle, au condensateur.

L'un des contacts est soudé à une petite équerre métallique fixée au corps de l'allumeur et se trouve donc relié à la masse ; l'autre est soudé au linguet mobile.

Le linguet comporte en sa partie médiane un patin en matériau isolant (le touchau) qui frotte sur la came. Celle-ci est solidaire de l'axe de l'allumeur qui tourne à une vitesse égale à un tour par cycle du moteur, c'est à dire deux fois moins vite que celui-ci.

Fonctionnement du rupteurFonctionnement du rupteur © P. Bérenger

L'angle d'allumage est égal à la circonférence divisée par le nombre de cylindres. Pour un moteur à quatre cylindres, il est donc de 360 deg / 4 = 90 deg. Il se subdivise en deux parties, l'angle de fermeture, appelé aussi angle de saturation (akell angle), c'est à dire l'angle durant lequel les contacts restent fermés et l'angle d'ouverture, c'est à dire l'angle pendant lequel la came provoque le déplacement du contact mobile et ouvre les contacts.

La valeur optimum de ces angles est déterminée lors de la mise au point du véhicule et conditionne le choix de l'allumeur et son réglage. Le rapport de l'angle de fermeture par l'angle d'allumage exprimé en pourcentage est le Dwell.
Dwell (%) = angle de fermeture / angle d'allumage

On voit nettement sur l'animation que les vis platinées s'écartent lorsque le touchau est au sommet des bossages de la came ; cet écartement est un des réglages à effectuer sur le rupteur. On voit également que le touchau n'est pas constamment plaqué contre la came ; sur certaines autos, il est préconisé de régler cet écartement plutôt que celui des vis platinées.

Au moment de la rupture d'alimentation du primaire de la bobine, c'est à dire au moment où le rupteur s'ouvre, il se forme une tension importante qui peut atteindre aisément 500 V, voire plus dans le bobinage primaire. Cette ouverture provoque un arc électrique entre les contacts et cet arc arrache de micro-particules de métal d'un des contacts pour les souder sur l'autre.

À terme on a donc la formation d'un cratère sur l'un et d'une excroissance sur l'autre. Cette corrosion s'accompagne de la formation d'oxydes qui augmentent la résistance électrique du rupteur et abaissent ainsi l'intensité maximum atteinte dans le primaire. Cela nuit évidemment à la qualité du contact électrique et décale le moment précis d'ouverture.

Pour limiter cet inconvénient on utilise des contacts en platine iridié ou en tungstène.

On a vu qu'un arc électrique était produit entre les vis platinées ; cet arc indique le passage du courant et montre que la rupture du courant primaire n'intervient alors pas immédiatement. Pour rendre plus franche cette coupure du courant du primaire on place en parallèle du rupteur un condensateur qui va absorber l'étincelle produite et rendre ainsi plus élevée la fem induite dans le secondaire. Ce condensateur d'une capacité de 0,25 à 0,35 µF est généralement placé a I'extérieur du boîtier de l'allumeur.

Le graphique ci-dessous montre le courant primaire après ouverture des contacts du rupteur. Lorsque le condensateur est en place, le temps T1, est plus court que le temps T2, et l'apparition d'arcs de rupture est moins importante.

Courant primaire avec et sans condensateurCourant primaire avec et sans condensateur © P. Bérenger

Ce n'est malheureusement pas le seul inconvénient de ce mécanisme. Chacun de ses éléments s'use inéxorablement :

  • l'usure du touchau qui est souvent fabriquée en fibre, en toile bakélite ou en nylon provoque un retard d'allumage sur l'instant prévu ;
  • l'usure de la came qui est pourtant réalisée en acier rectifié et trempé ;
  • le sautillement du linguet provoque des micro-ouvertures du primaire qui atténuent la fem secondaire. Ce phénomène est facilement compréhensible : au moment où le bossage de la came soulève le linguet, elle le projète vers le haut avec une certaine force que son ressort ne peut contenir immédiatement. Le touchau ne reste donc pas au contact de la came et quand il retombe sur celle-ci, il rebondit plusieurs fois provoquant un sautillement qui créé des micro-ouvertures du circuit primaire. Un ressort de rappel plus dur ne permet pas d'éliminer cet effet.

Il apparaît ainsi nécessaire de régler fréquemment l'écartement des vis platinées et de les remplacer dès qu'elles sont usées. Mais ce réglage apporte ses inconvénients aussi car d'une part, la mesure de l'écartement est faite avec des cales d'épaisseur enduites d'huile qui va se déposer sur les contacts et en provoquer une oxydation plus rapide tout en dégradant la qualité du courant primaire obtenu et d'autre part, le réglage de contacts corrodés introduit une erreur car pour passer la cale d'épaisseur comme le montre le schéma ci-après (l'écartement passe de A à A + B), il faut accroître l'écartement des vis platinées, engendrant ainsi une modification des angles... C'est pourquoi il est parfois recommandé de régler l'écartement du touchau et non plus des vis platinées.

(Dé) réglage de l'écartement du rupteur(Dé) réglage de l'écartement du rupteur © P. Bérenger

La durée de vie d'un rupteur varie de 20.000 à 50.000 km et celle des vis platinées est bien moindre... On verra plus loin comment remplacer ce rupteur par un système électronique sans supprimer l'allumeur et surtout en ne faisnt pas une modification irréversible, ce qui est toujours néfaste sur une ancienne.

Réglage et entretien du rupteur

L'entretien du rupteur consiste dans un nettoyage des contacts avec un chiffon imbibé de trichloréthylène avec leur séchage au moyen d'un jet d'air sec. Il faudra aussi lubrifier le pivot du linguet, de la came, du patin, et l'intérieur de l'arbre du distributeur, mais surtout ne pas lubrifier trop abondamment pour éviter que l'huile n'arrive sur les contacts.

Pour régler l'écartement des vis platinées, on déplace la petite équerre, après avoir desserré les vis de fixation, à l'aide d'un tournevis inséré dans les encoches pratiquées à cet effet. Veiller également au bon alignement des vis platinées.

Alignement des vis platinéesAlignement des vis platinées © P. Bérenger

On utilise alors la cale d'épaisseur comme on l'a vu ou mieux, un appareil de diagnostic mesurant le Dwell (appareil courant et peu onéreux) ; cet appareil a l'avantage d'être précis et de respecter le réglage optimum de fonctionnement du moteur.

En cas d'usure excessive ou lorsque le ressort s'avère insuffisamment tendu, il faut remplacer le rupteur.

Surveiller également le jeu entre le pivot sur lequel est fixé le linguet mobile et le manchon isolant. En cas de doute, on remplace ! Après tout, ce ne sont que des pièces d'usure.

Inconvénients en cas de mauvais réglage

Un mauvais réglage va modifier la valeur de l'angle de fermeture ou de saturation, le Dwell n'est ainsi plus correct. Sur la plupart des autos à moteur à quatre cylindres, l'angle de saturation est compris entre 55 et 58 degrés, soit un Dwell de 61% à 64%.

Si l'écartement des contacts est trop faible, ceux-ci vont rester fermés plus longtemps (ils s'ouvrent tard et se ferment tôt) augmentant ainsi l'angle de saturation et le Dwell. L'ouverture sera moins franche et le risque d'apparition d'arc accru, ce qui entraîne une production de fem secondaire faible et une étincelle de mauvaise qualité aux bougies.

À l'inverse, si l'écartement est trop important, l'angle de saturation et le Dwell seront diminués. Le temps de passage du courant dans le primaire est diminué et peut ne pas être suffisant pour atteindre sa valeur maximum. La fem produite dans le secondaire est plus faible et de la même façon que dans le cas précédent, la qualité de l'étincelle est moindre.

Dans les deux cas, le moteur aura des ratés et des trous à l'accélération. La bobine peut en être endommagée par surchauffe.

Le dispositif d'avance à l'allumage

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Le correcteur d'avance à dépression

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Le distributeur

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Les bougies

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L'allumage électronique  

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Les allumeurs Lucas  

Caractéristiques

Les caractéristiques reprises ici sont le numéro de série, le numéro de modèle, le sens de rotation, le numéro de courbe ECM s'il y a lieu, les points caractéristiques de la courbe d'avance, le numéro de capsule de vide, le type de fixation, puis, les années d'utilisation, les marques et modèles automobiles (ou autres) l'ayant utilisé et un commentaire éventuel.

Cette liste serait évidemment fastidieuse in extenso ; il sera donc plus aisé d'accéder à un allumeur soit par son numéro de série, soit par son numéro de modèle (dans ce cas, il faudra ensuite choisir le numéro de série correspondant), soit par les automobiles l'utilisant.

Choix de l'allumeur

Choisir soit le numéro de série de l'allumeur dans la première liste déroulante, soit le numéro de modèle de l'allumeur dans la deuxième liste déroulante, soit la marque automobile dans la troisième liste déroulante.

Seul le choix du numéro de série de l'allumeur sera totalement pertinent car un même numéro de modèle peut s'appliquer à plusieurs numéros de série. Il en est évidemment de même pour le choix de la marque automobile.

Ainsi ces deux derniers choix donneront-ils lieu à des choix subsidiaires.

 

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