dossier Tout savoir sur les bougies NGK

[Eaton]

Caractéristiques des bougies d'allumage.

 

Pour qu’un moteur à essence fonctionne correctement, la bougie d’allumage doit générer une étincelle puissante. Si l’allumage n’est pas optimum, l’inflammation du mélange air/carburant peut-être incomplet. Le mélange imbrûlé est alors évacué dans le système d’échappement et peut l’encrasser ou l’endommager.

 

Un allumage au bon moment

Le système d’allumage doit générer une étincelle puissante au juste avant que le piston atteigne le  point mort haut : c’est l’instant précis ou la compression du mélange air/carburant est maximum. Si l’allumage se fait trop tôt ou trop tard le fonctionnement du moteur s’en trouve altéré, les performances baissent, la consommation de carburant augmente ainsi que les émissions polluantes.

 

Générer la combustion

L’arc électrique (l’étincelle) provoque une élévation ponctuelle de la température qui génère l’inflammation instantanée (l’explosion) du mélange air/carburant. La bougie est conçue pour absorber et dissiper la chaleur lié à l’inflammation du mélange de la chambre de combustion vers la culasse afin d’assurer le bon fonctionnement du moteur.

 

La bougie d’allumage soumise à des exigences de plus en plus élevées

Les évolutions techniques et les normes environnementales soumettent les bougies d’allumage à des contraintes de fonctionnement toujours plus élevées. Pour répondre à ces exigences, tout en garantissant leur durée de fonctionnement, NGK investit sans cesse dans la Recherche et le Développement.

De nouveaux matériaux, de nouvelles technologies et de nouveaux procédés de fabrication sont utilisés pour rendre les bougies plus performantes,  plus résistantes et plus fiables.

 

  Structure d'une bougie d'allumage

 

Structure d'une bougie d'allumage

Embout ou Connexion haute tension

Il existe 3 types d’embout de connexion :

• Un embout normé SAE (Society of Automotive Engineers) aussi appelé olive (monobloc ou démontable)
• Un filetage de 4 mm
• Un plot de contact

Le faisceau haute tension ou la bobine crayon s’emboîte sur cet embout.
Cette connexion permet de transférer la tension électrique de la bobine d’allumage ou du faisceau vers l’électrode centrale de la bougie sans créer de perte ou de court-circuit.

 

Céramique isolante

L’isolant est composé d’une céramique à haute teneur en alumine. Il garantit les propriétés d’une bougie de qualité :

• Une bonne isolation électrique
• Une forte résistance aux chocs thermiques
• Une excellente dissipation thermique

Nervures (sur céramique isolante)

Les nervures accroissent la distance entre l’embout de connexion et le culot métallique pour éviter les phénomènes de décharges extérieures.

 

Double joint torique et Tampon de talc - Système d’étanchéité

Un système de double joints toriques en inox, anneau de talc et matriçage du culot assurent l’étanchéité interne parfaite aux gaz de compression.

 

Culot métallique et filetage

Le corps métallique ou culot métallique joue un rôle important dans la conductivité thermique de la bougie d’allumage. Il favorise le transfert de chaleur de l’isolant vers la culasse de moteur. Le culot des bougies d’allumage NGK est obtenu par formage à froid tandis que le filetage est usiné pour garantir un montage et un démontage optimum dans la culasse.

 

Electrode de masse en alliage spécial de nickel

L’électrode de masse d’une bougie d’allumage NGK est réalisée dans un alliage de nickel. Elle est opposée à l’électrode centrale.

 

Bague d’étanchéité ou Joint d’étanchéité

Le joint d’étanchéité assure une étanchéité parfaite et évite toute fuite de gaz de combustion. Il assure également une bonne conduction thermique entre le culot et la culasse du moteur.

 

Electrode centrale en alliage spécial de nickel, à âme en cuivre

L’électrode centrale d’une bougie est réalisée dans un  alliage de nickel. La bougie d’allumage NGK possède une âme en cuivre qui améliore la conductivité électrique et la dissipation thermique,  empêche la surchauffe et augmente la puissance de l’étincelle.

 

Noyau électrode en cuivre

Le noyau en cuivre est en mesure de dissiper rapidement de grandes quantités de chaleur, offrant à la bougie une plage thermique ultra-large et permettant un rendement optimal de celle-ci à bas ou haut régime moteur.

 

Résistance en céramique vitrifiée - Résistance antiparasite

Afin d’assurer la compatibilité électromagnétique (CEM) et supprimer les interférences avec l’électronique embarqué du véhicule (Calculateurs, GPS, Radio, Téléphone), un élément résistif est implanté dans la bougie d’allumage. Cette résistance composée de silice (verre) et de carbone forme une barrière électro-magnétique qui protège l’environnement électrique du véhicule.

 

Conseils de montage des bougies d'allumage

Lors de la dépose et de la pose des bougies d'allumage, il faut utiliser le bon outillage.

Changer les bougies d’allumage est une opération simple, Il est cependant recommandé de respecter certaines règles.

 

Avoir le bon outillage

Sur les véhicules modernes, il faut utiliser le bon outillage. Il existe toujours un risque d'endommager les bougies lors du montage ou du démontage.

Changer les bougies moteur froid

Les moteurs modernes sont équipés de culasses en fonte d’aluminium alors que les bougies ont un culot en alliage de Nickel. Lorsque le moteur est chaud, la dilatation des 2 matériaux est différente. Il est donc préférable de démonter la bougie lorsque le moteur est froid pour éviter un phénomène de serrage et et la casse du filetage.

 

Diagnostic des bougies d'allumage

 

L’aspect de la tête d’allumage d’une bougie usagée est le reflet du bon ou du mauvais fonctionnement du moteur.

Si le moteur fonctionne de manière optimum, la bougie d‘allumage a un aspect "sec". Les zones à proximité des électrodes sont sèches, grisâtres et présentent des nuances allant du blanc au jaune puis au brun.

 

Caractéristiques thermiques

L’indice thermique correspond à une température moyenne mesurée aux niveaux des électrodes et de l’isolant.

 

 

Les bougies d’allumage récentes doivent s’adapter au cahier des charges des constructeurs mais aussi aux normes environnementales européennes. Elles doivent, par conséquent, respecter les caractéristiques techniques de chaque moteur.

La température dans la chambre de combustion est différente pour chaque moteur, il faut donc utiliser une bougie avec un  indice thermique adapté. Cet indice correspond à une température moyenne mesurée aux niveaux des électrodes et de l’isolant.

 

 

 

 

Plage de températures optimale

Les bougies d'allumage fonctionnent de manière optimale dans une plage thermique située entre 450 °C et 850 °C.

La température dite « température d'auto-nettoyage » se situe au dessus de 450 °C. Lorsque cette température est atteinte, les particules de carbone déposées à la pointe de l'isolant sont brûlées.

Lorsque la température se situe dans la « plage d’encrassement », températures inférieures à 450 °C, les particules de carbone s’amassent et créent un dépôt sur le nez de l‘isolant de la bougie qui peut empêcher la formation de l’étincelle, créer dans un premier temps des râtés d’allumage, et à l’extrême, empêcher le démarrage du véhicule.

Lorsque la bougie dépasse le haut de la plage thermique, soit 850 °C, les électrodes peuvent créer un point chaud. Ce processus peut entraîner une auto-inflammation incontrôlée conduisant à une combustion anormale, la fonte ou la fusion des électrodes et des dommages au moteur.

 

La plage thermique de fontionnement optimal des bougies d’allumage se situe entre 450 °C et 850 °C.

 

Indice thermique

Une bougie doit pouvoir dissiper la chaleur émanant des gaz de combustion. 
La dissipation de chaleur varie fortement d'un moteur à l'autre. Les moteurs à turbocompresseurs sont nettement plus chauds comparés aux moteurs qui en sont dépourvus.

L’indice thermique exprime l’aptitude d’une bougie à absorber et à dissiper la chaleur. Il faut respecter les indices thermiques des bougies d’allumage pour garantir leur fontionnement optimum.

Pour les bougies d'allumage NGK : plus l’indice thermique est élevé, plus la dissipation de la chaleur est importante et rapide.

L'indice thermique apparaît sur la référence technique NGK gravée sur la bougie. 
 

L’indice thermique exprime l’aptitude d’une bougie à absorber et dissiper la chaleur.

 

Dissipation thermique

Dissipation de chaleur des bougies d'allumage en fonction de la charge thermique du moteur.

Les parties de la céramique et de l’électrode centrale d’une bougie d’allumage, exposées dans la chambre de combustion, accumulent de la chaleur, qui se dissipe :

• Vers le haut de la bougie, via l’électrode centrale
• Vers la culasse, via la zone de contact entre la céramique et le culot

En modifiant la taille de la céramique exposée dans la chambre de combustion, on modifie la capacité de la bougie à évacuer la chaleur :

• Plus la surface de contact céramique/gaz de combustion est importante, moins la chaleur va se dissiper. On a alors une bougie dite « chaude », dont l’indice thermique est faible (selon la classification NGK)
• Plus la surface de contact céramique/gaz de combustion est faible, plus la chaleur va se dissiper facilement. On a dans ce cas une bougie dite « froide », avec un indice thermique élevé (selon la classification NGK)

 

Signification des références des bougies d'allumage NGK

 

Nomenclature des bougies d'allumage - Code NGK

La référence NGK est une combinaison alphanumérique inscrite sur chaque bougie d'allumage. C‘est une formule logique comprenant d'importantes informations détaillées sur le fonctionnement de la bougie.

Grâce à cette désignation, NGK a standardisé toute sa gamme et caractérisé clairement les propriétés spécifiques de chaque bougie.

Cette référence permet de faciliter la manipulation et de faire le bon choix de bougie, que ce soit en première monte, en rechange, pour les garages et le client final.

 

Signification des références NGK des bougies d'allumage

• Positions 1 à 3 - combinaison de lettres  : diamètre du filetage et de l’hexagone, structure et résistance antiparasite
• 4e position - chiffre  : indice thermique
• 5e position - lettre : longueur du filetage
• 6e position - lettre : caractéristiques de conception
• 7e position - chiffre : écartement entre les électrodes

http://www.ngk.de/fileadmin/templates/Dokumente/FR/downloads_not_used_in_download_area/ngk_code_zuendkerzen_fr.pdf

 

 

Source : http://www.ngk.de/fr/home/

Modifié le 25 juin 2014 par Lou-Pierre

[GoProto 13]

Intéressant et complet !
Merci ! ;)

[Eaton]

De rien :),

[Dorian.P]

Merci tu ma fais apprendre quelques choses ;)

[Agility]

En fait c'est bien plus complexe qu'on le pense, merci !