[TUTO] Allumage; comment ça marche?

[TUTO] Allumage; comment ça marche?

Messagede jeag » 17 Oct 2009, 11:29

Bon, et bien voilà; comme promis voici une petite explication de comment fonctionne l'allumage dit "classique" qui est présent sur nos celicas premières générations.
(note aux modos: je l'ai mis ici parce que les photos sont prises sur un 2TB, mais les explications sont valables sur tous les autres moteurs à allumage classique)

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...

Tout ce que je vais raconter ici est valable pour tous les moteurs à allumage classique et pas seulement les Toyotas.

Donc, pour donner une étincelle aux bougies qui va servir à enflammer le mélange air-essence, il faut à peu près 70 à 80 000 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 80000V 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 80000 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 (années 40-50).
Pour résumer quand le rupteur s'ouvre et coupe le courant dans le primaire, le secondaire balance sa décharge de 80000V. 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:
Image
Et comment c'est branlé sur une celica:
Image

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, celà 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 nos 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 débarraser, 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 80000V aux bougies par l'intermédiaire du distributeur qui le donne à la bonne bougie, au bon moment.

La suite pour plus tard, c'est l'heure d'aller se casser une petite graine... :D
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede afterlove » 17 Oct 2009, 15:21

un grand merci ;)
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede jeag » 17 Oct 2009, 17:56

De rien.

Où est-ce qu'on en était?
Ah oui, 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:
Image

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:
Image
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.
Image
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! :lol: )
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, 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)
Image

La suite plus tard...
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede ZeN » 17 Oct 2009, 18:57

Cool ce pti tuto ;) Merci jeag ^^
C'est parce que la vitesse de la lumière est supérieure à celle du son, que certains ont l'air brillant avant d'avoir l'air con!
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede rhum-rhum » 17 Oct 2009, 19:42

Un peu largué sur la deuxieme partie,, sans doute l age ?? je vais dc perseverer
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede afterlove » 17 Oct 2009, 22:47

bin on est deux rhum rhum
les bases ca va mais la je pige plus rien

ca va venir avec le temps :)
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede jeag » 18 Oct 2009, 11:08

rhum-rhum a écrit:Un peu largué sur la deuxieme partie,, sans doute l age ??


Comment qu'elle est en bois ton excuse à deux balles! J'ai deux ans de plus que toi p'tit bonhomme... :mrgreen:

Pour préciser un peu les choses, sur le schéma ci-dessus, il faut imaginer que le carré aux coins arrondis c'est la came au centre de l'allumeur sur lequel le touchau vient s'appuyer (voir le premier schéma général avec la batterie)
Lorsque celui-ci tourne dans le sens horaire, le touchau passe de la zone bleu à rouge, quand il est sur le bleu, le rupteur est fermé, le courant de 12v passe dans le primaire de la bobine, la bobine est en charge.
A l'instant où il passe en zone rouge, à cet angle précis, le rupteur s'écarte, coupe le jus dans le primaire, la variation de champs magnétique dans le secondaire crée la décharge de 80000V qui est envoyé dan le fil H.T. au centre de l'allumeur, pour aller jusqu'au doigt de distributeur qui le dirige vers le cylindre.

Petite précision sur l'avance à l'allumage: c'est peut-être cette notion qui est floue.
Un moteur 4 temps fonctionne sur 2 tours de vilebrequin:
-1er demi-tour: admission--> le piston descend du P.M.H. au P.M.B. en aspirant les gaz qui passent par la soupape d'admission ouverte. Le vilebrequin tourne de 180°
-2ème demi-tour: compression--> le piston remonte,les deux soupape sont fermées, le vilo tourne encore de 180°
-3ème demi-tour: détente--> la combustion provoquée par l'allumage des bougie pousse sur le piston qui descend, c'est le seul temps travaillant.
-4ème demi-tour: échappement--> le piston remonte et chasse les gaz brûlés par la soupape d'échappement ouverte.

l'allumage se fait un tout petit peu avant la fin du deuxième temps, ce tout petit peu est mesuré en degrés d'angle avant le Point Mort Haut, pour nos 2TB il est de 12°

Il faut donc régler le point entre la zone rouge et bleue, pile au bon moment, quand le vilebrequin est à 12° avant le P.M.H. de la phase compression. Et comme expliqué plus haut, les dispositifs de correction automatique se chargeront de faire varier ce point en fonction des besoins du moteur.
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede jeag » 19 Oct 2009, 20:17

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.
Image
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.
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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...
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede rhum-rhum » 19 Oct 2009, 20:21

C'est un grand malade....
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Re: Allumage; comment ça marche?

Messagede ZeN » 19 Oct 2009, 20:29

Merci Jeag pour toutes ces explications, ya pas à dire je préfère quand même la pratique :D
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