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L'allumage d'un moteur thermique se rapporte à l'allumage du mélange air-carburant comprimé. Le moteur à essence notamment a besoin de bougies d'allumage pour fonctionner, même lorsqu'elles ne constituent que le dernier maillon d'un système d'allumage complexe. Son rôle est de caler l'étincelle d'allumage pour que celle-ci se produise au moment où la pression de combustion est maximale et lorsque le piston a dépassé son point mort haut dans le cyclindre. La course du piston ne doit pas avoir déjà commencé, sans quoi une grande partie de l'énergie libérée sera pure perte. Un calage idéal de l'allumage optimise donc les performances d'une voiture, minimise la consommation de carburant et réduit les émissions à l'échappement.

Les pièces d'un système d'allumage

Pour générer une étincelle d'allumage, il faut en premier lieu une source de courant qui fournit la tension de sortie. Dans les véhicules modernes, c'est généralement la batterie qui remplit ce rôle. Mais, jusqu'au milieu du 20ème siècle, l'énergie était fournie par un alternateur entraîné par le moteur – essentiellement parce que les batteries étaient chères et peu puissantes. Cette forme d'allumage, appelée allumage magnéto, n'est utilisée que sur les voitures anciennes, les cyclomoteurs ou les tondeuses à gazon. En revanche, de nos jours, le courant de la batterie circule dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, créant ainsi un champ magnétique amplifié par le noyau de fer de la bobine. Si le commutateur d'allumage, aussi appelé contact de disjoncteur, s'ouvre, le champ magnétique s'annule. Ce changement de champ magnétique induit une haute tension dans l'enroulement secondaire de la bobine. Cette énergie d'allumage est transmise directement à la bougie d'allumage avec un câble approprié ou distribuée aux bougies de chaque cylindre via un distributeur d'allumage avec temporisation.

La bougie d'allumage

La bobine d'allumage, qui fait office de transformateur, génère une haute tension allant jusqu'à 40 000 volts. Cette dernière ionise le nuage de gaz entre les électrodes de la bougie, et le rend conducteur de l'électricité pendant une courte durée afin d'engendrer un saut d'étincelle. Le circuit entre le distributeur, la bobine et la batterie se ferme. L'énergie libérée enflamme le mélange carburant-air comprimé. En 1 à 2 millisecondes, la pression de combustion maximale est atteinte. Le calage de l'allumage se fait donc généralement avant que le piston n'atteigne le point mort haut. Après avoir passé ce point, la pression maximale idéale est libérée en position vilebrequin d'environ 10° à 20°.

Temporisation de l'allumage anticipé

Afin de ne pas gaspiller d'énergie et de rouler avec le moteur le plus puissant possible à faible consommation, le calage de l'allumage doit être proche du PMH (point mort haut) du piston. En revanche, les pics de pression et de température doivent être évités en même temps. Dans le cas contraire, une inflammation spontanée et incontrôlée du mélange air-carburation pourrait se produire. Ce processus s'appelle le cognement de la combustion, ou auto-allumage. Il peut entraîner la destruction du moteur. Cependant, il se traduit la plupart du temps par de mauvaises valeurs des gaz d'échappement et une perte de puissance du moteur.

Temporisation d'allumage tardif

Si l'allumage a lieu trop tard, la chambre de combustion a déjà considérablement augmenté parce que le piston se déplace vers son point mort inférieur. En conséquence, la pression sur le piston est faible. L'énergie nécessaire au déplacement de la voiture est donc également faible. Il ne s'agit pas seulement d'un problème d'efficacité qui attire l'attention sur lui-même en raison de la perte de performance, de la consommation élevée de carburant et des faibles valeurs des émissions de gaz d'échappement ; la charge thermique du moteur augmente également.

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