Bougies d'allumage

RIDER 08

Tiré du site NGK :

Puissance et indice thermique


Aujourd’hui, une bougie d’allumage doit être conçue sur mesure, en fonction des différents types de moteurs et des conditions de circulation. Il n’est donc pas possible d’envisager un modèle de bougie universel capable de fonctionner sans problème sur tous les moteurs.

La température dans la chambre de combustion varie selon les divers types de moteurs. Les bougies doivent donc présenter des puissances thermiques différenciées. Cette puissance thermique s’exprime par l’indice thermique.

A l’époque de la gamme unique de bougies, une combinaison de deux ou trois chiffres permettait d’indiquer les différents indices thermiques.

Ces indices thermiques représentent la température moyenne correspondant à la charge du moteur, mesurée sur les électrodes et l’isolant. À l’extrémité de l’isolant, la température de service devrait être comprise entre 400° C et 850° C.

Ce sont néanmoins des températures de plus de 400° C que l’on doit chercher à obtenir car elles brûlent les dépôts de carbone ou d’huile carbonisée et la bougie se nettoie ainsi d’elle-même à chaque cycle.



Toutefois, la température au niveau de l’isolant ne doit pas dépasser 850° C, parce qu’à plus de 900° C, l’auto-allumage se produit. De plus, à des températures extrêmement élevées, les électrodes sont attaquées, voire détruites par des combinaisons chimiques corrosives.

Non seulement toutes ces observations ont conduit à délaisser l’ancienne idée d’une gamme unique de bougies pour une offre multi gamme moderne, mais mieux encore, le développement de nouveaux matériaux, en particulier pour les isolants, et l’emploi de noyaux en cuivre de haute qualité pour les électrodes centrales, permet de couvrir toutes les exigences de qualité posées par ces nombreuses plages thermiques.

Ces évolutions techniques ont amené la modification du système de désignation des types de bougies. Par la suite, les fabricants comme NGK ont différencié les diverses gammes de bougies par une référence à un ou deux chiffres qui ne permet plus désormais de comparaison avec l’ancienne désignation des indices thermiques.

Cet indice exprime l’aptitude d’une bougie à dissiper la chaleur. La documentation technique de chaque moteur indique avec précision la bougie correspondante nécessaire qui doit être sélectionnée dans les diverses gammes de bougies d’allumage.

Coupe d'une bougie standard :



Couples de serrage des bougies d'allumage

Quand une force s’applique sur un pivot par l’intermédiaire d’un levier, on parle alors de couples de forces.Ceci s’applique aussi à l’installation d’une bougie d’allumage. Mais dans ce cas précis, on parlera de couples de serrage, c'est-à-dire le degré de serrage d’une vis.On détermine alors un couple de serrage de telle sorte que la bougie ne puisse pas se desserrer dans les conditions réelles de fonctionnement.

Il est donc important de faire attention aux couples de serrage et aux instructions d’installation lors du remplacement d’une bougie d’allumage. Ces instructions et informations figurent en détail dans le catalogue NGK.

L’expérience a montré que les cas où les détériorations dues à la température et aux vibrations provenant d’un serrage incorrect étaient rares. Il faut ajouter que les moteurs modernes sont très sensibles à ce phénomène.Si le couple de serrage est trop faible, il y a un risque de perte de compression, de rupture de l’électrode centrale et de détérioration d’origine thermique en raison d’un abaissement du pouvoir de dissipation de la chaleur. Il peut aussi arriver que la bougie se desserre d’elle-même. Quand le couple de serrage est trop fort, la culasse peut être endommagée. Enfin, quand le serrage de la bougie est trop élevé, il y a risque de détérioration du filetage.

Le couple de serrage peut aussi être mesuré a posteriori en mesurant la hauteur (l’épaisseur) de la bague d’étanchéité. Si, après installation, la bague d’étanchéité n’est pas écrasée, c’est que le couple de serrage n’est pas assez fort. Et vice versa, une bougie dont la bague d’étanchéité est trop comprimée indique un couple de serrage excessif.

En résumé, il y a trois points importants :
Pour assurer une bonne installation des bougies d’allumage, il est nécessaire de respecter scrupuleusement les instructions et le couple de serrage préconisé.
Le couple de serrage peut aussi être déterminé ultérieurement.
Les moteurs modernes sont particulièrement sensibles à un montage incorrect des bougies.


Couples de serrage pour bougies avec siège plat (avec bague d’étanchéité):
diamètre du culot :_______18 mm_______14 mm_______12 mm_______10 mm
Culasse en fonte_________35-45 Nm_____25-35 Nm_____15-25 Nm____10-15 Nm
Culasse en aluminium_____35-40 Nm_____25-30 Nm_____15-20 Nm____10-12 Nm

Bougies d’allumage à entrefer auxiliaire


La bougie NGK avec entrefer auxiliaire, spécialement développée pour le groupe VW.La fiabilité d’allumage maximale pour le fonctionnement du moteur et la protection optimale du convertisseur catalytique.

Les bougies “claquées” sont désormais un problème du passé. Les bougies d’aujourd’hui présentent, de série, des qualités de grande longévité et d’auto nettoyage.

La caractéristique particulière des bougies à entrefer auxilliaire, développées spécialement par NGK pour le groupe VW, est de toujours savoir où et à quel moment produire l’arc électrique.

Dans les conditions normales, l’étincelle jaillit de l’électrode centrale vers l’électrode de masse et enflamme ainsi le mélange air/carburant (2).



Si l’étincelle ne peut jaillir en raison d’un encrassement prononcé de la bougie, la tension d’allumage devrait normalement se dissiper via l’isolant, car ce dernier sera devenu conducteur en raison des dépôts de carbone.

Le mélange air/carburant, aspiré par le piston, sera éjecté sans être brûlé par les soupapes d’échappement lors de la phase suivante du cycle, avec un risque pour le pot catalytique.



Il existe un moyen simple pour pallier à ce problème : les bougies à entrefer auxilliaire NGK. En effet, la tension d’allumage s’échappe, d’abord par le bout de l’isolant dans le cas de dépôts carbonés prononcés, mais lorsque l’arc se produit, il se forme une étincelle d’allumage à l’endroit où le corps est le plus rapproché du bout de l’isolant (1).

Le résultat se fait sentir aussitôt: le mélange air/carburant s’enflamme correctement, le moteur démarre immédiatement.Une fois que la température (300° C environ) d’auto-nettoyage est atteinte, les dépôts de suie sont éliminés et l’allumage s’effectue alors de manière “normale”, produisant un arc entre l’électrode centrale et l’électrode de masse.

Continuer de fonctionner dans des conditions difficiles est une des caractéristiques particulières des bougies NGK.Celles-ci se révèlent non seulement respectueuses de l’environnement, mais permettent de réduire la consommation de carburant : en évitant les allumages défaillants, et donc le rejet des gaz imbrûlés, la consommation de carburant est optimisée, pour le plus grand bien de l’environnement et du budget du consommateur.

Le platine s’inscrit dans l’histoire de l’automobile


La nouvelle bougie de type allumage semi-surfacique NGK équipe tous les moteurs VR6 Volkswagen.

Depuis Août 1995, Volkswagen équipe ses moteurs VR6 destinés aux modèles Golf, Passat, Sharan, Vento, et le T4 avec la nouvelle bougie d’allumage de type semi-surfacique NGK (BKR5EKUP) dotée d’une électrode centrale de type BKR5 EKUP.Sur cette bougie high-tech, est soudée, au laser et par un processus de production spécial, une bague en platine sur l’électrode centrale. Cette technologie a permis de doubler la longévité opérationnelle des bougies, en la faisant passer de 30 000 km à 60 000 km.

Pour autant, tous les avantages du concept éprouvé de l’allumage avec une bougie de type semi-surfacique (ralenti régulier, allumage fiable, protection du pot catalytique) sont conservés.


Pourquoi VW a choisi les bougies d’allumage de type semi-surfacique NGK.

Des facteurs extraordinaires, comme la circulation dense qui prévaut aujourd’hui, sont de nature à entraîner la formation de dépôts de carbone sur les bougies ordinaires. Les dépôts se formant sur le bout de l’isolant établissent une conduction électrique entre l’électrode centrale et la face interne du corps de la bougie. Ceci peut amener une déviation de l’arc qui se traduira par une inflammation incorrecte et par un ralenti moteur irrégulier.Une conséquence supplémentaire est à considérer : les imbrûlés peuvent passer dans le convertisseur catalytique et l’endommager par effet de surchauffe.

Quelques notions sur le principe d’allumage semi-surfacique

Le principe d’allumage semi-surfacique est doté d’une structure permettant aux étincelles de jaillir le long de la surface de l’isolant et de se propager vers l’extrémité du culot. Les étincelles sont ainsi en mesure de brûler la calamine se trouvant sur leurs passages et procurent à la bougie une résistance supérieure à l’encrassement.


Bougies d’allumage à multi-électrodes de masse

Pourquoi des bougies avec plusieurs électrodes de masse ?

À chaque allumage, des molécules s’échappent de l’électrode. Ce phénomène s’appelle érosion par étincelle. C’est parce que le matériau des électrodes est sans arrêt soumis à usure que l’écartement augmente.Cette augmentation est acceptable jusqu’à un certain point, car la tension d’allumage nécessaire - qui dépend en grande partie de l’espace entre les électrodes - devient trop élevée et un allumage incorrect peut se produire. Pour autant, le défaut d’allumage n’est absolument pas acceptable pour les moteurs modernes, car cela augmenterait les émissions polluantes, réduirait les performances du moteur et endommagerait le pot catalytique et la sonde Lambda.

Afin de prolonger la durée de vie de la bougie, on peut utiliser par exemple des composants qui possèdent une résistance élevée à l’érosion (iridium, platine, etc.), ou bien on peut aussi modifier matériellement le nombre d’électrodes de masse (2, 3, ou 4 électrodes de masse). Les deux démarches visent à garantir la longévité opérationnelle de la bougie et la fiabilité de fonctionnement du moteur pour longtemps.

Les critères posés par l’industrie automobile à ses fournisseurs se sont extraordinairement multipliés ces dernières années, peut être aussi parce que l’espacement entre deux entretiens est devenu un critère d’achat décisif.

Si dans les années 60, on préconisait des périodes de remplacement de 5 000 à 10 000 km, aujourd’hui, les bougies présentent une durée de service de 60 000 km.C’est pour résoudre ce conflit d’objectifs, à savoir fiabilité opérationnelle, longévité importante et rapport qualité/prix, que NGK a conçu des bougies avec plusieurs électrodes. Sa position de premier fournisseur a permis à NGK d’approvisionner les constructeurs automobiles européens renommés avec ce type de bougies pour qu’elles soient montées de série sur les véhicules. Cette coopération technologique, dans le cadre d’un partenariat entre les fabricants automobiles et NGK, a pu donner le jour à des bougies d’allumage high-tech qui présentent de réels avantages pour l’utilisateur final: Réduction des coûts d’utilisation, amélioration de la protection de l’environnement, et plus grande fiabilité de service.



Sensations Ixtrêmes

La nouvelle référence en terme de performance et de fiabilité.

Les bougies Iridium IX NGK sont directement issues des derniers développements en compétition. Conçues pour répondre aux exigences des clients exigeants et avides de performances, elles sont conformes au cahier des charges constructeurs.

Les bougies de la gamme IX, permettent d’améliorer les performances d’origine en ce qui concerne l’accélération, la facilité de démarrage à froid, la durée de vie ou encore l’économie de carburant. Elles sont particulièrement adaptées pour les moteurs légèrement préparés, et recommandées pour les applications GPL et la conduite sportive.

L’usage d’un alliage d’Iridium (métal précieux) permet de réduire le diamètre de l’électrode centrale (0,6 mm en Iridium au lieu de 2,5 mm en nickel, 0,8 mm en platine), d’obtenir une pointe très fine, et d’abaisser le besoin en tension d’allumage. Cette caractéristique assure une inflammation plus rapide du mélange et protége le système d’allumage.La forme biseautée de l’électrode de masse diminue la zone d’ombre (zone de carburant non enflammé), et assure une inflammation rapide du mélange.

L’électrode en alliage d’iridium montre une résistance supérieure aux températures élevées et à l’érosion. Son usure est plus lente, pouvant atteindre une durée de vie 2,5 fois supérieure à celle des bougies d’allumage classiques.

Le système anti-encrassement dit en escalier ou « 2 step » lui confère également des performances exceptionnelles pour une utilisation urbaine et les petits trajets.

Bougie d’allumage pour moteur à injection directe


L’injection directe est l'une des récentes évolutions intervenues dans la conception des moteurs essence. Dans ce type de moteurs, le carburant est injecté non pas dans la pipe d’admission, comme c’est le cas dans les moteurs à injection classiques, mais directement dans la chambre de combustion. Celle-ci, tout comme la tubulure d’admission d’air, est dessinée de manière à ce qu’il se forme des zones à forte teneur en carburant (mélange riche) et d’autres à faible teneur (mélange pauvre). Ce concept de fonctionnement est qualifié de chargement par couches (ou stratification).

Ces conditions de fonctionnement soumettent les bougies à des exigences particulièrement fortes. Au cours des divers stades de fonctionnement, les conditions environnementales de la bougie changent : Il y a des moments où c’est un mélange plus riche qui doit être enflammée et d’autres ou c’est un mélange plus pauvre qui doit l’être. C’est pourquoi NGK a développé des bougies où la fiabilité de l’allumage a été améliorée plus encore, grâce par exemple, à une électrode centrale très fine et fabriquée en métal précieux comme le platine ou l’iridium.

Pour être sûr que le mélange carburant/air s’enflamme, il faut s’assurer aussi que la bougie est installée à l’endroit où le mélange carburant/air est suffisamment riche.On rencontre donc de nombreux modèles de bougies dont l'entrefer est situé très en avant, de manière à ce que les électrodes soient installées très loin à l’intérieur de la chambre de combustion. Pour pallier au risque de surchauffe, les électrodes sont dotées d’un noyau en cuivre.

Le risque de dépôts de carbone sur les bougies est un problème particulier qui se pose aux moteurs à injection directe. Là encore, NGK offre une solution. En raison de leurs propriétés géométriques, les bougies d’allumage NGK sont capables d’auto-nettoyage, c'est-à-dire d’éliminer les particules de carbone qui se sont déposées et de maintenir la stabilité de l’étincelle. C’est en raison de ces avantages techniques que NGK a joué un rôle majeur dans le développement des moteurs GDI mis au point par Mitsubishi, Nissan, et Toyota. Tous les véhicules de ces constructeurs sont équipés de série de bougies NGK.