Les bougies d'allumage sont un élément indispensable au fonctionnement optimal d'un véhicule. Étant responsables de l'inflammation du mélange air-carburant dans le moteur, ils exercent une influence cruciale sur les performances du moteur, impactant directement des facteurs tels que les démarrages à froid et évitant les ratés d'allumage.
Par conséquent, l’importance de maintenir les bougies d’allumage en bon état de fonctionnement ne peut être surestimée, car elles sont directement liées à l’optimisation du potentiel et de l’efficacité énergétique du véhicule.
Ici, nous explorerons la mécanique derrière les bougies d'allumage, ferons la lumière sur les indicateurs indiquant qu'elles pourraient se détériorer et offrirons de précieux conseils sur le moment où elles doivent être remplacées.
Table des matières
Un aperçu du marché des bougies d'allumage
Que sont les bougies d’allumage et comment fonctionnent-elles ?
Toutes les bougies d’allumage sont-elles égales ?
Que faire en cas de bougies d'allumage défectueuses et quand doivent-elles être remplacées
Conclusion
Un aperçu du marché des bougies d'allumage
Les marché mondial des bougies d'allumage était évalué à 4.9 milliards de dollars américains en 2022 et devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 5 % entre 2023 et 2032, pour atteindre 7.6 milliards de dollars américains d'ici 2032.
Les principaux moteurs de la croissance du marché des bougies d'allumage comprennent l'utilisation accrue d'équipements au gaz naturel et la production croissante de voitures particulières dans le monde entier. À mesure que la demande de véhicules commerciaux et de tourisme continue d’augmenter, le besoin en bougies d’allumage va également augmenter.
Géographiquement, la région Asie-Pacifique est le principal marché régional des bougies d’allumage. Stimulée par le développement du commerce électronique, la demande continue de croître dans les secteurs de la logistique, de la construction et des mines de la région.
Que sont les bougies d’allumage et comment fonctionnent-elles ?
Les bougies d'allumage ont une fonction principale : enflammer le mélange air-carburant dans les cylindres d'un moteur. Cet allumage crée une explosion contrôlée qui génère la puissance nécessaire à la propulsion de la voiture.
Fondamentalement, une bougie d’allumage se compose d’une coque, d’un isolant et d’électrodes qui travaillent ensemble pour créer une étincelle dans la chambre d’allumage d’un moteur. Examinons de plus près ces composants :
- Isolant: Ce composant enveloppe l'électrode centrale, la borne et l'arbre central, empêchant l'électricité générée de s'échapper de la bougie d'allumage.
- Terminal: Celui-ci est relié au cordon haute tension, fournissant un chemin permettant à l'électricité de passer de l'allumage. Pendant ce temps, l'écrou de borne, amovible, rend la bougie d'allumage universellement compatible avec presque tous les cordons haute tension.
- Bague, rondelle d'emballage : Cela crée un joint étanche à l'air en fixant l'isolant et le boîtier ensemble.
- Arbre central (tige) : Ce composant relie l'électrode centrale au terminal. Ils sont fabriqués en acier, ce qui leur permet de supporter des courants haute tension.
- Le logement : Il s'agit de l'enveloppe extérieure entourant l'isolant. Le boîtier supporte également l'isolant et garantit que la bougie d'allumage s'adapte parfaitement à l'intérieur du moteur. L'électrode de masse reste au bas du boîtier, permettant au courant de circuler du moteur vers l'électrode centrale.
- Joint de verre : Celui-ci se situe entre l’isolateur et l’arbre central pour maintenir l’étanchéité à l’air.
- Joint: Ce composant crée un ajustement serré autour du boîtier et de la chambre de combustion.
- Électrode: Les électrodes d'une bougie d'allumage sont fabriquées à partir d'un nickel spécial pour limiter les dommages dus à l'usure. Le cuivre est également scellé dans la section centrale pour améliorer la conductivité thermique.
- Électrode centrale : Cela réduit la tension de l'étincelle, réduit l'effet d'extinction, améliore les performances d'allumage et aide à obtenir des étincelles appropriées.
- Électrode de masse à rainure en U : L'électrode de masse est en nickel chrome, ce qui contribue à améliorer les performances d'allumage.
- Électrode de terre à coupe conique : Ce composant réduit l'effet de trempe, contribuant ainsi à améliorer les performances d'une bougie d'allumage.
Voyons maintenant comment fonctionnent les bougies d'allumage :
- Initiation du processus d’allumage : La bougie d'allumage crée une étincelle électrique à travers l'espace entre les électrodes centrale et de masse lorsque le piston du moteur atteint le sommet de sa course de compression. Cette étincelle est générée à partir de l’électricité fournie par le système d’allumage du véhicule.
- Decharge electrique: La décharge électrique à haute tension à travers l’écartement de la bougie d’allumage crée une explosion d’énergie électrique petite mais intense. Il ionise également le mélange air-carburant dans la chambre de combustion, le transformant en un chemin conducteur.
- Amorçage de la combustion : Le chemin conducteur permet à l’énergie électrique de se multiplier à travers le mélange air-carburant, augmentant rapidement sa température. C'est cette élévation de température qui enflamme le mélange et initie la combustion.
- La production d'énergie: Le mélange air-carburant se dilate rapidement lors de l'allumage, créant une onde à haute pression qui pousse le piston vers le bas. Ce mouvement vers le bas génère suffisamment d'énergie mécanique pour entraîner les roues du véhicule.
- Dissipation de la chaleur: Les bougies d'allumage sont conçues pour dissiper rapidement la chaleur intense générée lors de la combustion. En vérité, l'isolant en céramique aide à protéger la coque métallique de la haute tension de l'électrode centrale, empêchant ainsi les fuites électriques et dirigeant l'énergie de l'étincelle vers la chambre de combustion.
Toutes les bougies d’allumage sont-elles égales ?
La réponse simple est non. Les bougies d'allumage varient en termes de conception, de matériaux et de spécifications. Cependant, il existe trois façons simples pour les entreprises de distinguer les différentes bougies d'allumage : le système de numérotation, le matériau et la configuration des électrodes.
Voici une explication détaillée de chaque catégorie et de ce qu'elles signifient :
Système de numérotation
Le système de numérotation est un moyen de différencier les bougies d’allumage. Chaque fiche est accompagnée d'un code unique qui représente ses spécifications, permettant aux entreprises de trouver son équivalent ou son remplacement approprié.
Les codes sont divisés en six parties. Voici ce que chacun représente :
- La première partie du code représente la coque, le filetage et le pas de la bougie d'allumage. Bien qu'il existe de nombreuses tailles de filetage, la plupart sont spécifiques aux applications du fabricant. Il désigne également le pas, qui mesure les écarts entre les sommets des filetages. Certains codes standards incluent :
| SHELL | ||
| Code | Taille de filetage | Emplacement |
| A | 18 mm x 1 po | 1.50mm |
| AB | 18 mm x 13/16 " | 1.50mm |
| B | 14 mm x 13/16 " | 1.25mm |
| BC | 14 mm x ⅝ po (16 mm) | 1.25mm |
| BK | 14 mm x ⅝ po (16 mm) | 1.25mm |
- La deuxième partie du code représente la construction de la bougie d'allumage. Cependant, cette partie du code peut être composée de plus d'une lettre pour indiquer plusieurs attributs de bougie d'allumage. Voici quelques-uns des codes :
| CONSTRUCTION | |
| Code | Sens |
| L | Type compact |
| M | Type compact (Bantam) Taille hexagonale ¾" |
| P | Isolant projeté |
| R | Resistor |
| U | Décharge semi-surfaceÉcart supplémentaireÉcart de surfaceRésistance inductive |
| Z | Résistance inductive |
Remarque : Le « LR » dans le code de la bougie d'allumage BLR5ES signifie que la bougie est de type compact et à résistance.
- La troisième partie du segment indique la plage thermique de la bougie d'allumage. Les fabricants les notent de 2 (le plus chaud) à 12 (le plus froid). Ainsi, le « 5 » du code BLR5ES convient aux conditions de chaleur modérée.
- La ou les lettres suivantes indiquent la portée de la bougie d'allumage. Cette portée signifie la mesure entre l'extrémité de la coque métallique filetée et l'électrode de terre à l'extrémité de la fiche.
| REACH | |
| Code | Valeur (mm) |
| E | 19mm (¾") |
| EH | Demi-filetage de 19 mm (¾ po) (filetage de 12.7 mm) |
| H | 12.7 mm (½") |
| L | 11.2 mm (7/16") |
| S | 9.5 mm (⅜") |
Remarque : Par conséquent, le « E » dans les BLR5E indique une portée de 19 mm (¾ »)
- La partie suivante du code indique la construction de l'extrémité d'allumage de la bougie. L'« extrémité de tir » ou « pointe » détermine la saillie de l'électrode centrale, ce qui améliore l'efficacité de la combustion. Il existe quatre classifications de pointes de tir :
- Évidements : L'extrémité de tir est positionnée à l'intérieur de la coque, offrant une protection aux moteurs de course et une robuste résistance aux vibrations.
- Non projeté : L'extrémité de tir est en grande partie nivelée avec l'extrémité filetée de la coque. Une pointe relativement courte garantit une forte résistance aux vibrations de la pointe de l'électrode et une conduction thermique efficace.
- Projeté : L'isolant et l'électrode centrale s'étendent au-delà de la coque filetée, souvent de 1.5 mm. Cette exposition crée une étincelle plus proche du centre de la chambre de combustion.
- Extra projeté : Ces fiches offrent des projections allant de 2.5 mm à 10 mm ou plus. Les fabricants créent souvent des variantes personnalisées pour des applications de machines spécifiques. Notez que des applications incorrectes peuvent endommager les moteurs.
- Enfin, certaines bougies d'allumage peuvent avoir un chiffre à la fin de leur code. Ce nombre indique la taille de l'écart requis par la bougie d'allumage.
| GAP | |
| Code | Valeur (mm) |
| 6 | 0.6 mm (024") |
| 7 | 0.7 mm (028") |
| 8 | 0.8 mm (032") |
| 9 | 0.9 mm (035") |
| 10 | 1.0 mm (040") |
| 11 | 1.1 mm (044") |
Remarque : Les codes répertoriés ci-dessus ne sont que quelques exemples parmi de nombreux
Matériaux
Selon les spécifications du fabricant, le centre et les électrodes de masse d'une bougie d'allumage sont constitués de différents matériaux. Les matériaux couramment utilisés comprennent le cuivre, le platine, l'iridium et le double platine.
Chaque matériau possède des propriétés distinctes qui auront un impact sur les performances de la bougie d'allumage.
1. Cuivre: Le cuivre, mélangé à des revêtements en alliage de nickel, offre une bonne conductivité électrique, contribuant ainsi à une génération efficace d'étincelles.
Avantages
- Idéal pour les modèles plus anciens, de préférence de 1980 ou avant
- Offre de superbes performances dans les moteurs turbocompressés
- Fonctionne bien dans les applications à haute compression
Inconvénients
- Nécessite un remplacement fréquent en raison d’une durée de vie plus courte
- Nécessite une tension supplémentaire
Prix
- Peut coûter entre 2 et 10 $ US par pièce
2. Platine : Les bougies d'allumage en platine sont similaires à leurs prédécesseurs en cuivre, sauf qu'au lieu d'un noyau en cuivre, l'électrode centrale est constituée d'un disque de platine relié à la pointe.
Avantages
- Plus durable que les fiches en cuivre (durée de vie plus longue)
- La conception réduit l’accumulation de carbone
- Offre des performances constantes
Inconvénients
- Plus chères que les bougies d'allumage en cuivre
Prix
- Environ 10 $ US par pièce
3. Iridium: Les bougies d'allumage Iridium sont livrées avec des électrodes centrales plus petites et nécessitent moins de tension pour créer une étincelle. Étant donné que les voitures plus récentes équipées de moteurs hautes performances sont souvent équipées de bougies d'allumage en iridium, le passage aux variantes en platine ou en cuivre peut entraîner une réduction des performances.
Avantages
- Durabilité accrue avec une dureté et une résistance à l’usure exceptionnelles
- Des durées de vie plus longues
- Nécessite moins de tension
- Assure une combustion complète
Inconvénients
- Plus cher que les autres matériaux de bougie d'allumage
Prix
- Entre 20 et 100 $ US par pièce
4. Double platine : Les bougies d'allumage doubles en platine comportent des électrodes centrales et de masse terminées en platine. Ils sont plus courants dans les moteurs modernes, qui exigent une efficacité élevée du système d’allumage.
Avantages
- Idéal pour les allumages par étincelle gaspillés
- Augmentation de la durabilité
- Des performances fiables
Inconvénients
- Plus cher que les fiches en cuivre et en platine simple
Prix
- Environ 20 $ US par pièce.
Configuration des électrodes
Les bougies d'allumage ont différentes configurations d'électrodes qui peuvent avoir un impact sur leurs performances et leur efficacité. Voici les modèles les plus courants :
- 1. Électrode unique : Dans cette configuration de base, la bougie d'allumage possède une seule électrode centrale et une seule électrode de masse. Il s'agit d'une conception simple adaptée aux moteurs standard ayant des exigences de performances modérées.
- 2. Plusieurs électrodes de terre : Certaines bougies d'allumage comportent plusieurs électrodes de masse entourant l'électrode centrale. Les électrodes de terre supplémentaires améliorent la stabilité des étincelles et améliorent la fiabilité de l'allumage.
- 3. Fil-électrode fin : Les bougies d'allumage à fil fin ont une électrode centrale plus fine fabriquée à partir de métaux précieux comme le platine ou l'iridium. Le diamètre réduit de l'électrode centrale permet une étincelle plus concentrée, favorisant une combustion efficace et de meilleures performances du moteur.
- 4. Électrode de décharge de surface : Cette configuration comporte une électrode de masse à surface plane, permettant à l'étincelle de se décharger le long de la surface plutôt que de sauter l'espace.
Que faire en cas de bougies d'allumage défectueuses et quand faut-il les remplacer ?
Au fil du temps, les bougies d’allumage deviennent moins efficaces en raison de divers facteurs qui affectent leurs performances. Voici quelques raisons courantes pour lesquelles les bougies d’allumage perdent de leur efficacité :
- Usure et érosion : Les électrodes d'une bougie d'allumage subissent une usure et une érosion après un allumage répété du mélange air-carburant d'un moteur. La décharge électrique constante génère de la chaleur, érodant progressivement les surfaces des électrodes. Ce processus augmente l'écartement des électrodes, réduisant ainsi la capacité d'une bougie d'allumage à produire une étincelle forte et constante.
- Encrassement : Les dépôts issus du processus de combustion, tels que le carbone, l'huile et d'autres contaminants, peuvent s'accumuler sur les électrodes et l'isolant de la bougie d'allumage. Ces dépôts forment une couche qui inhibe la capacité de l'étincelle à traverser l'espacement des électrodes, réduisant ainsi l'efficacité de la bougie d'allumage.
- Chaleur et stress thermique : Les bougies d'allumage fonctionnent dans un environnement extrême et sont exposées à une chaleur intense et à des contraintes thermiques lors de la combustion du moteur. Les cycles répétés de chauffage et de refroidissement peuvent provoquer une dilatation et une contraction des composants de la bougie d'allumage, entraînant potentiellement des fissures ou des dommages, réduisant encore davantage les performances.
- Résistance électrique: Les composants internes de la bougie d'allumage peuvent développer une résistance électrique en raison de la corrosion ou du vieillissement. Une résistance plus élevée entrave la circulation du courant électrique, ce qui entraîne des étincelles plus faibles, ce qui peut entraîner des ratés d'allumage et une diminution de l'efficacité du moteur.
- Panne d'isolant : L'isolant entourant l'électrode centrale peut se dégrader avec le temps en raison de conditions de fonctionnement difficiles. Les fissures ou les pannes du matériau isolant peuvent compromettre la capacité de la bougie d'allumage à maintenir une isolation de tension appropriée, entraînant ainsi des ratés d'allumage potentiels.
- Croissance de l'écart : À mesure que la bougie d'allumage subit une usure et une érosion, l'écartement des électrodes augmente, ce qui nécessite une tension plus élevée pour parcourir une plus grande distance. Cette demande de tension accrue peut mettre à rude épreuve le système d'allumage, entraînant potentiellement des dysfonctionnements du système d'allumage.
Conclusion
Les bougies d'allumage sont essentielles à la santé du moteur de tout véhicule, et plusieurs variables affectent la rapidité avec laquelle elles doivent être remplacées. Bien que les problèmes de bougie d’allumage puissent sembler insignifiants au départ, l’utilisation d’une bougie défectueuse peut entraîner diverses complications plus graves.
Heureusement, la plupart des bougies d’allumage peuvent durer pendant des périodes ou un kilométrage solide, réduisant ainsi le besoin de remplacement fréquent. Cependant, si l'un des problèmes répertoriés dans cet article survient, il est conseillé de le remplacer dès que possible.
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