Construction de la bougie d'allumage

Le dessus de la bougie d'allumage contient une borne à connect au système d'allumage.

La construction exacte des bornes varie en fonction de l'utilisation de la bougie d'allumage. La plupart des fils de bougie d'allumage de voiture de tourisme s'enclenchent sur la borne de la fiche, mais certains fils ont des connecteurs à fourche qui sont fixés sur la bougie sous un écrou.
Les fiches utilisées pour ces applications ont souvent l'extrémité de la borne qui sert d'écrou sur une tige filetée fine afin qu'elles puissent être utilisées pour l'un ou l'autre type de connexion.

Ce sont une partie nécessaire de la bougie d’allumage.

Diamètre de pas

Le diamètre d'une bougie d'allumage est mesuré à travers les filetages. Le pas de chaque bougie d'allumage de diamètre est indiqué ci-dessous. Ces informations sont utiles lorsque l'on cherche à percer un trou dans une culasse pour une bougie d'allumage.

M8 x 1,0 mm
M10 x 1,0 mm
M12 x 1,25 mm
M14 x 1,25 mm
M18 x 1,5 mm
M22 x 1,5 mm

Côtes

En allongeant la surface entre la borne haute tension et le boîtier métallique mis à la terre de la bougie d'allumage, la forme physique des nervures permet d'améliorer l'isolation électrique et d'empêcher l'énergie électrique de fuir le long de la surface de l'isolant, de la borne au boîtier métallique. Le trajet perturbé et plus long fait que l'électricité rencontre plus de résistance le long de la surface de la bougie d'allumage, même en présence de saleté et d'humidité.

Isolant

La partie principale de l’isolant est en porcelaine. Sa fonction principale est de fournir un support mécanique à l'électrode centrale, tout en isolant la haute tension.

Il a un rôle secondaire, notamment dans les moteurs modernes aux bougies très inaccessibles, en prolongeant le terminal au-dessus de la culasse afin de le rendre plus facilement accessible.

Côtes

En allongeant la surface entre la borne haute tension et le boîtier métallique mis à la terre de la bougie d'allumage, la forme physique des nervures permet d'améliorer l'isolation électrique et d'empêcher l'énergie électrique de fuir le long de la surface de l'isolant, de la borne au boîtier métallique. Le trajet perturbé et plus long fait que l'électricité rencontre plus de résistance le long de la surface de la bougie d'allumage, même en présence de saleté et d'humidité.

Pointe isolante

La pointe de l'isolant, la partie allant du corps métallique de la bougie jusqu'à l'électrode centrale dépassant dans la chambre de combustion, doit résister à des températures élevées tout en conservant l'isolation électrique. Pour éviter une surchauffe de l’électrode, celle-ci doit également offrir une bonne conductivité thermique. La porcelaine de l'isolant principal est inadéquate et c'est pourquoi on utilise une céramique d'oxyde d'aluminium frittée, conçue pour résister à 650°C et 60 000 V. La composition exacte et la longueur de l'isolant déterminent la plage thermique de la fiche. Les isolateurs courts sont des fiches « plus froides ». Les fiches "plus chaudes" sont réalisées avec un chemin allongé vers le corps métallique, en isolant l'isolant sur une grande partie de sa longueur avec une rainure annulaire. Les bougies d'allumage plus anciennes, en particulier dans les avions, utilisaient un isolant constitué de couches de mica empilées, comprimées par tension dans l'électrode centrale. Avec le développement de l'essence au plomb dans les années 1930, les dépôts de plomb sur le mica sont devenus un problème et ont réduit l'intervalle entre les nettoyages de la bougie d'allumage. L'oxyde d'aluminium fritté a été développé par Siemens en Allemagne pour contrecarrer ce problème.

Scellés

Étant donné que la bougie d'allumage assure également l'étanchéité de la chambre de combustion du moteur une fois installée, les joints garantissent qu'il n'y a aucune fuite de la chambre de combustion. Le joint est généralement réalisé à l'aide d'une brasure multicouche car il n'existe aucune composition de brasure qui mouillerait à la fois le boîtier en céramique et en métal et des alliages intermédiaires sont donc nécessaires.

Boîtier métallique

Le boîtier métallique (ou la "gaine" comme beaucoup l'appellent) de la bougie d'allumage supporte le couple de serrage de la bougie, sert à évacuer la chaleur de l'isolant et à la transmettre à la culasse, et sert de masse pour le étincelles passant à travers l’électrode centrale jusqu’à l’électrode latérale. Comme il agit comme le sol, il peut être nocif s'il est touché lors de l'inflammation.

Électrode centrale

L'électrode centrale est connectée à la borne via un fil interne et généralement une résistance en série céramique pour réduire l'émission de bruit radio provenant des étincelles. La pointe peut être constituée d’une combinaison de cuivre, de nickel-fer, de chrome ou de métaux précieux. À la fin des années 70, le développement des moteurs a atteint un stade où la « plage thermique » des bougies d'allumage conventionnelles dotées d'électrodes centrales en alliage de nickel massif était incapable de répondre à leurs exigences. Une bougie suffisamment « froide » pour faire face aux exigences de la conduite à grande vitesse ne serait pas en mesure de brûler les dépôts de carbone causés par les conditions urbaines d'arrêt et de démarrage et s'encrasserait dans ces conditions, provoquant des ratés d'allumage du moteur.

De même, une bougie suffisamment « chaude » pour fonctionner sans problème en ville pourrait fondre lorsqu'elle est sollicitée pour faire face à des roulages prolongés à grande vitesse sur autoroute, provoquant de graves dommages au moteur. La réponse à ce problème, conçue par les fabricants de bougies d'allumage, était une électrode centrale qui évacuait la chaleur de combustion de la pointe plus efficacement qu'avec un alliage de nickel solide.

Le cuivre a été le matériau choisi pour cette tâche et une méthode de fabrication de l'électrode centrale à âme de cuivre a été créée par Floform.

L'électrode centrale est généralement celle conçue pour éjecter les électrons (la cathode) car c'est la partie la plus chaude (normalement) de la fiche ; il est plus facile d'émettre des électrons depuis une surface chaude, en raison des mêmes lois physiques qui augmentent les émissions de vapeur depuis les surfaces chaudes (voir émission thermoionique). De plus, les électrons sont émis là où l’intensité du champ électrique est la plus grande ; c'est à partir de l'endroit où le rayon de courbure de la surface est le plus petit, i à-dire à partir d'une pointe ou d'un bord pointu plutôt que d'une surface plane (voir décharge corona). Il serait plus facile d’extraire des électrons d’une électrode pointue, mais une électrode pointue s’éroderait après seulement quelques secondes. Au lieu de cela, les électrons émettent depuis les arêtes vives de l’extrémité de l’électrode ; à mesure que ces bords s’érodent, l’étincelle devient plus faible et moins fiable.

À une certaine époque, il était courant de retirer les bougies d'allumage, de nettoyer les dépôts des extrémités manuellement ou avec un équipement de sablage spécialisé et de limer l'extrémité de l'électrode pour restaurer les bords tranchants, mais cette pratique est devenue moins fréquente car les bougies d'allumage sont désormais simplement utilisées. remplacés, à des intervalles beaucoup plus longs. Le développement d'électrodes à haute température en métaux précieux (utilisant des métaux tels que l'yttrium, l'iridium, le platine, le tungstène ou le palladium, ainsi que l'argent ou l'or, relativement prosaïques), permet l'utilisation d'un fil central plus petit, qui a des bords plus nets mais qui ne fondre ou se corroder. L'électrode plus petite absorbe également moins de chaleur provenant de l'étincelle et de l'énergie initiale de la flamme. À un moment donné, Firestone a commercialisé des bougies avec du polonium dans la pointe, selon la théorie discutable selon laquelle la radioactivité ioniserait l'air dans l'espace, facilitant ainsi la formation d'étincelles.

Électrode latérale ou électrode de masse :rn L'électrode latérale est en acier à haute teneur en nickel et est soudée sur le côté du boîtier métallique. L'électrode latérale est également très chaude, en particulier sur les bouchons nasaux projetés.

Certaines conceptions ont fourni un noyau de cuivre à cette électrode, de manière à augmenter la conduction thermique.

Plusieurs électrodes latérales peuvent également être utilisées, afin qu'elles ne chevauchent pas l'électrode centrale.