Comment ça marche: l'allumage.

Voici la copie d'un sujet que j'avais fait sur un autre forum, ça ne concerne que les allumages classiques; bobine rupteur condensateur.
L'exemple pris est celui de ma voiture mais tous les principes sont valable pour n'importe quelle mécanique, il suffit d'adapter les valeurs.
(ces explications avaient déjà été mises sur le forum, mais je n'arrive plus à les trouver)


Pour commencer on va voir quelques principes de base, comment ça fonctionne et pourquoi pour ensuite passer à la pratique pour vérifier et régler ce tas de bidules qui des fois ne font rien qu'à faire ch...


Donc, pour donner une étincelle aux bougies qui va servir à enflammer le mélange air-essence, il faut à peu près 10 à 12 000 volts, c'est beaucoup!
Sur une voiture on ne dispose normalement que de 12v en continu qui viennent de la batterie, rechargée par l'alternateur.
Pour le transformer en 10000V il faut donc un transformateur (c'est con hein?). Le transformateur de base fonctionne par une variation de champs magnétique dans un bobinage de cuivre qui crée un courant induit.
C'est le rôle de la bobine, dans laquelle il y a deux bobinages, le primaire et le secondaire, ou encore l'inducteur et l'induit.
Donc on met du 12V dans le primaire et normalement il sort du 10000 du secondaire: c'est ça? ...Ben non raté, comme notre 12V est continu, il n'y a pas de variation de champs magnétique donc pas de courant induit, CQFD.

Il faut donc mettre au point un dispositif qui le fait varier ce p... de champs magnétique et le plus simple, c'est de couper le jus dans le primaire: on met du 12, on l'enlève, on le remet et on le renlève, etc.
C'est le rôle du rupteur, appelé aussi vis platinée, mais ça fait longtemps que sa définition physique ne correspond plus à cette description.
Pour résumer quand le rupteur s'ouvre et coupe le courant dans le primaire, le secondaire balance sa décharge de 10000V. Il est donc important de positionner ce système pour envoyer le courant au bon moment et au bon endroit.
Pour ça on utilise un axe avec une came à 4 bossages qui correspondent aux 4 cylindres, qui est surmonté d'un doigt qui distribue au au bon endroit la haute tension.

Voici donc le schéma de principe:

Et comment c'est branlé sur une celica:


En bas à gauche (sur le schéma) la batterie, qui envoie le jus par l'intermédiaire d'un fusible et du contacteur à clé (neiman) au primaire de la bobine ( ). La mise à la masse de la bobine ( - ) se fait par l'intermédiaire du rupteur.

Sur la bobine est présente une résistance "ballast" qui sert à protéger la bobine. En effet lorsqu'on actionne le démarreur, cela tire beaucoup de courant sur la batterie, il en reste donc très peu pour l'allumage, (des fois pas assez quand la batterie est faible) donc en marche normale sans démarreur, le courant venant de la batterie est beaucoup trop intense pour la bobine et pourrait la griller, on y place donc une résistance qui encaisse ce surplus. Dans le cas de ce schéma, elle est court-circuitée pour le démarrage afin de donner toute l'intensité qui reste à la bobine. Une autre technologie plus ancienne est de remplacer cette résistance par une thermistance, dont la valeur augmente avec la température de fonctionnement; à froid lors du démarrage tout le jus passe et dès qu'elle est chaude en fonctionnement elle joue pleinement
son rôle de protection. C'est ce qui est utilisé sur les premières générations, c'est pour cela que le petit boîtier rectangulaire en tôle sur la bobine est très chaud quand on arrête le moteur après une longue utilisation.

Il est fortement conseillé aussi de ne jamais laisser le contact quand le moteur est arrêté, car la résistance et la bobine prennent tout le jus sans pouvoir s'en débarrasser, c'est comme ça qu'on grille une bobine en un après-midi de bricolage...

Mais revenons à notre schéma, on peut voir sur le rupteur un condensateur, qui est là pour le protéger du courant résiduel, en effet la charge et la décharge d'une bobine ne se faisant pas instantanément il reste toujours un peu de jus à absorber qui pourrait griller les contacts si on le laissait faire. Ce condensateur l'absorbe quand le contact de rupteur est ouvert et le restitue quand il est fermé.
Sur la photo on peut apercevoir un second condensateur sur la bobine,à la masse du primaire: ce n'est qu'un antiparasite pour éviter de perturber la réception radio.

Au centre de la bobine, le câble haute tension envoie les 10000V aux bougies par l'intermédiaire du distributeur qui le donne à la bonne bougie, au bon moment.




Maintenant qu'on sait comment on crée l'étincelle, on va voir comment on la positionne au bon moment et au bon endroit:

Dans un moteur à combustion interne (appelé souvent moteur à explosion mais de manière impropre car rien n'explose dedans, si tout va bien ) nous avons besoin de l'étincelle un petit peu avant le Point Mort Haut (PMH) de la phase compression, parce que le temps que le front de flamme parcoure le volume du cylindre, le piston continue sa course.
Pour que la détente des gaz se produise au moment opportun, c'est à dire quand le piston redescend, il faut donc anticiper son déplacement, c'est ce qu'on appelle l'avance à l'allumage.
Bien sûr, quand le régime augmente, le piston se déplace plus vite donc il faut allumer le mélange de plus en plus en avance. Il y a donc un correcteur d'avance à l'allumage qui est constitué de deux masselottes centrifuges qui avancent l'angle de la came en s'écartant, leur tarage est contrôlé par ressort. Un autre phénomène existe aussi: quand on injecte plus de mélange dans le cylindre ça brûle plus vite, on a donc besoin de moins d'avance. Pour ceci il y a un système à capsule de dépression qui diminue l'avance en fonction de la dépression dans la tubulure d'admission, qui est directement donné par l'ouverture des papillons des carbus, donc par la lourdeur du pieds qui écrase l'accélérateur.

Ici en vert la capsule à dépression:


Et quand on enlève le doigt d'allumeur et la platine de protection, en vert le système sur lequel agit la capsule et en rouge par le trou du plateau porte rupteur, on aperçoit le correcteur centrifuge:

On constate que si le correcteur centrifuge agit sur la came, le correcteur à dépression lui agit sur le plateau porte rupteur.

Dernier point théorique: angle de came et pourcentage de Dwell:

La came à 4 bosses qui commande l'écartement du rupteur par l'intermédiaire du touchau (ça vient du verbe toucher, rien à voir avec la température), correspond aux 4 cylindres du moteur.
Si à chaque bosse correspond le temps de rupture (quand l'étincelle est produite à la bougie), chaque plat correspond au temps où la bobine est en charge.
Ce temps ne peut pas descendre en dessous d'une valeur mini sinon la bobine n'a pas le temps de se charger complètement et le courant produit ne sera pas suffisant.

En rouge le temps de rupture et en bleu celui de charge, le tout montré sur un quart de tour, le reste est identique. On voit donc que tout se joue sur 90° ('tain c'est chaud là! )
Sur ce tableau tiré des fiches que j'ai posté dans un autre message, on voit que la zone rouge à pour valeur, sur un 2TB (le moteur de ma caisse), 50 à 54°d'angle, soit un pourcentage de Dwell de 56 à 60%.
C'est à dire que les 50° représentent 56% de 90° (en fait 55.55555555555555, mais c'est trop long à écrire sur une fiche, ça dépasse)

Bon, c'est clair pour tout le monde?

Comme du jus d'chique? Tant pis on continue...

On a quasiment fini avec la théorie, on va entrer dans la pratique directement.

Première chose à faire quand on veut régler un allumage, avant l'avance, c'est l'écartement du rupteur.

Pourquoi me direz-vous? Et bien parce que l'écartement des contacts du rupteur fait varier l'avance et l'angle de came (le pourcentage de Dwell quoi!)
(mais si on en a parlé un peu plus haut).
Si le rupteur est trop près de la came, le touchau va ouvrir plus vite le contact, donc en déplaçant la limite entre la zone bleue et rouge. Du coup la bobine
n'aura pas le temps de charger correctement.

Allez on se lance:
On ouvre donc l'allumeur, on sort le doigt (du c...) de son axe et on découvre donc le rupteur avec le plateau qui le porte. il y est fixé avec 2 vis cruciformes. Ce sont ces deux vis qui le maintiennent et qu'il faudra desserrer pour le réglage.

Première chose à voir le point de contact, un rupteur (je n'emploie pas le terme "vis platinée" parce que c'est plus long à écrire) doit avoir sa surface de contact lisse et propre, s'il y a des aspérités ou une des deux cotés taillés en biais, on peut se dépanner en limant avec une petite lime plate, tant qu'il reste suffisamment de matière. Sinon il faudra penser à le changer rapidement. Et quand on aura fini, je vous expliquerai une astuce pas chère pour que votre rupteur dure la vie de la voiture.

Il faut positionner une des bosses de la came en face du touchau pour que le rupteur soit à sa levée maximale.
Pour ce faire il faut mettre la seconde(ou une autre vitesse, peu importe, c'est juste moins facile), desserrer le frein à main (faire ça sur un terrain plat et horizontal bien sûr!) et bouger la voiture jusqu'à ce que le moteur en tournant mette en face une des bosses.

Le bidule noir à gauche de la came qui est fixé par une vis, est un feutre de graissage, qui sert à lubrifier le contact. Il faut veiller à ce qu'il soit toujours gras; les vieux mécanos faisaient chauffer un peu de suif pour le liquéfier et laissaient tremper le feutre dedans pour qu'il s'imbibe bien. Mais les graisses actuelles étant bien plus
performantes, une petite noix à toute les révision suffit.

L'écartement se mesure avec un jeu de cales calibrées (celles qui servent pour le jeu aux soupapes). Pour la plupart des moteur l'écartement est autour de 0,5mm avec quelques petites variations, mais c'est une valeur qui vous sort toujours d'affaire. Sur la fiche du 2TB, c'est exactement ça: 0,4-0,5mm.
Et quand on est bordélique comme moi, il est toujours difficile de retrouver ce con de jeu de cale qui fait rien qu'à se planquer quand on a besoin de lui! Ce n'est pas grave un réglet ou une carte postale font tous les deux 0,5 d'épaisseur. Il faut donc desserrer les 2 vis et faire comme pour des culbus, que ça coulisse gras; attention au resserrage ça risque de bouger.


Le prochain coup on verra le calage statique de l'avance, pour ça encore, il n'y aura pas besoin de matériel spécial, juste un peu de débrouille...

Maintenant que notre écartement de rupteur est bien réglé, on peut s'attaquer à l'avance à l'allumage.

Bien sûr le plus pratique reste la lampe stroboscopique, mais tout le monde n'en a pas et ce n'est pas donné.
Il y a aussi une méthode à l'oreille mais ça demande du doigté et de l'expérience.

La plus simple est la bonne vieille méthode "à l'ampoule": il suffit de 2 fils et d'une ampoule de bagnole en 12V. Si les fils sont munis d'une pince croco ce n'est que plus pratique mais pas indispensable.


Alors voilà, premièrement il faut caler le vilo au bon endroit, pour ça il y a le repère sur la poulie de vilebrequin: La petite encoche sur la photo est en face du zéro, cela veut dire que le moteur est au Point Mort Haut de la phase compression du premier cylindre. Les chiffres sont des valeurs d'angle en degrés, "before" veut dire avant et "after" après.


La fiche technique nous renseigne sur le calage de l'allumage à 12°, avant PMH. Il faut donc placer le repère un petit peu avant le trait qui est entre 10 et 15, qui est donc à 12,5°.
A ce stade là le moteur ne doit pas bouger, il vaut mieux tirer le frein à main et enlever la vitesse enclenchée.
On branche l'ampoule sur la borne du primaire de la bobine, et le deuxième fil à la masse, on desserre la vis qui bloque l'embase de l'allumeur pour pouvoir le faire pivoter librement et on met le contact.
Deux cas sont possibles, l'ampoule est allumée ou éteinte.

1°
si elle est éteinte: ça veut dire que le rupteur est fermé, en zone bleue sur le schéma de la page précédente. Le courant passe dans la bobine qui est en charge.
Il faut pivoter l'allumeur dans le sens trigonométrique (à l'envers des aiguilles d'une montre) jusqu'à ce que l'ampoule s'allume. Au point précis ou elle s'allume, le calage est bon il faut resserrer la vis de maintient de l'allumeur, en prenant soin de ne pas le bouger.

En effet lorsque le rupteur passe de la zone bleu à rouge, c'est le point d'allumage, quand le rupteur s'ouvre. Et quand il s'ouvre, il empêche le courant qui arrive au niveau de la bobine de s'écouler jusqu'à la masse, le jus passe donc par l'ampoule qui s'allume. (Bien sûr il s'agit d'une approximation, le courant ne coule pas vraiment, et les électrons se déplacent en fait en sens inverse, mais c'est plus facile à comprendre comme ça)

2° L'ampoule est déjà allumée: il y a trop d'avance, on est déjà rupteur ouvert, il suffit alors de tourner l'allumeur dans le sens horaire jusqu'à ce que l'ampoule s'éteigne et de reprendre la procédure 1°

That's all folks...

Remarquez que jusqu'à présent, il faut du matos hautement spécialisé: un tournevis, 2 fils, une ampoule et une carte postale.

Pour finir: sur les celica (et peut-être est-ce le cas sur d'autres modèles), les allumeurs sont équipés d'une vis de réglage fin de l'avance, c'est la vis dorée qui est sous le cache en plastique transparent (ici déposé).

Mais la finesse de réglage que ça apporte rend l'opération impossible avec la méthode "à l'ampoule", il vaut mieux l'utiliser avec un stroboscope.

Maintenant; comment améliorer sensiblement un allumage classique quand on n'a pas le pognon pour se payer un module à effet hall tout électronique qui se monte dans l'allumeur?
Et bien cette question, beaucoup de constructeurs se la sont posé au milieu des années 80, toyota aussi sûrement, les possesseurs de modèles plus récents
pourront peut-être le confirmer.

Le problème est le suivant: ce qui use les rupteurs, qui fait qu'on doit les changer et les re-régler de temps en temps, c'est le courant qui y passe; ce n'est qu'un
faisceaux d'électrons qui se baladent du - vers le , mais qui avec les arcs de rupture on tendance à "manger" un peu la matière du rupteur.
Pour info, le jus qui passe par là en fonctionnement est de l'ordre de 3 à 4 ampères. Même si le condensateur est là pour essayer d'éviter ce phénomène, il en reste suffisamment pour faire des dégâts.

La solution est donc de diminuer le plus possible ce courant tout en ayant assez d'intensité pour que la bobine joue son rôle. Pour ce faire on va diviser en deux le circuit d'allumage, en ayant d'un coté la partie commande (allumeur avec rupteur) et la partie puissance (bobine et distributeur)

On interpose donc un petit boîtier qui va capter la rupture avec un faible courant de quelques milliampère et qui va laisser passer le primaire de la bobine à sa pleine puissance, comme un relai.
On peut trouver ces petits boitiers facile à brancher sur les super 5, express, etc. ou encore chez selectronic ici.

Voici celui monté sur les rino:

Cette image vient de forum-auto, là.

C'est ça qu'on appelle un allumage transistorisé.

Vu le faible prix du selectronic, il est peut être plus intéressant que le valeo, même en casse. Surtout que de mémoire, le module des super5 vieillissaient assez mal.

Bien entendu, ce système ne dispense pas d'un bon réglage de tous les paramètre évoqués avant, il sert seulement à ne plus avoir d'usure des vis platinées, la régularité de fonctionnement est meilleure aussi.

Voilà, j'ai essayé d'être le plus clair possible tout en donnant les infos essentielles. A vous de jouer.

super!!! merci à toi.

Sympa.

sa serait bien de mettre se topic et en tuto.

MERCI

Très bien, sauf une petite erreur: La tension aux bougies est de 10 à 15 000 volts sur un cyclo à volant magnétique, 40 à 80 000 volts sur une voiture à allumage batterie-bobine, et entre 300 et 400 000 volts sur les allumages électroniques les plus puissants... Vu qu'on n'y met pas les doigts, ça n'a pas beaucoup d'importance!

Cool!
C'est bien expliquer merci!