MOTEURS À PISTONS

CIRCUIT ALLUMAGE



- Magnétos

- Principe de fonctionnement

- Le distributeur

- Les bougies

Circuit d'allumage avec magnétos

L'allumage est la fonction qui enflamme le mélange air/essence à l’intérieur du cylindre. Cette opération est réalisée par une étincelle jaillissant au sein du mélange gazeux avec une forte différence de potentiel de l'ordre de 10 à 15 000 volts. Cette étincelle est produite par une bougie, qui est alimentée par un générateur fournissant un courant électrique à haute tension.
Le circuit d'allumage est composé de :
- 2 magnétos fonctionnant simultanément et indépendamment ;
- 2 rampes d'allumage composées de câbles généralement blindés pour le transfert du courant haute tension aux bougies ;
- 2 bougies par cylindre reliées chacune à une magnéto ;
- 1 sélecteur de commande et d'arrêt des magnéto.

Circuit allumage

Les câbles relient toutes les bougies supérieures droite et les bougies inférieures gauche aux bornes de la magnéto gauche et les bougies supérieures gauches et les bougies inférieures droite aux bornes de la magnéto droite.
Sur le tableau de bord un sélecteur à quatre positions permet de sélectionner les circuits :
- OFF les deux circuits des magnétos coupés ;
- 1 circuit de la magnéto une sélectionné ;
- 2 circuit de la magnéto deux sélectionné ;
- ON ou BOTH les deux circuits sélectionnés (contact).

Magneto cle

Magnétos

Les magnétos utilisées sur les moteurs d'avions sont des organes autonomes entraînées par le moteur. Elles peuvent être de type simple ou double. La conception d’une magnéto de type simple intègre dans un boîtier l'ensemble : disjoncteur, aimant rotatif, bobine et distributeur (ci-dessous à gauche). La magnéto du type double (ci-dessous à droite) à un seul pignon d'entraînement et intègre deux magnétos dans un seul boîtier. L’aimant rotatif et la came sont communs aux deux magnétos, mais les disjoncteurs et les bobines sont séparées. Deux unités de distribution distinctes sont montées dans l'élément magnéto.

Magneto Photos

Coupe d'une magnéto

Magneto coupe

Vue éclatée d'une magnéto Slick à déclic

Magneto éclatée

Schéma de principe d'une magnéto

Magneto Schema Elect


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Principe de fonctionnement

La magnéto dit à aimant tournant servira pour l'étude du principe de fonctionnement. Elle comprend essentiellement :
- Un circuit magnétique ;
- Un circuit électrique.
Le circuit magnétique est constitué :
- d'un induit en fer doux en forme de fer à cheval, dont les branches forment une partie concave.
- d'un aimant permanent en acier à très forte aimantation.
Cet aimant de forme spéciale porte des épanouissements et tourne entre les branches du fer à cheval. L'espace entre l'aimant et le fer doux doit être le plus faible possible.
L'armature de fer doux est soumise au flux magnétique produit par l'aimant dont l'intensité varie avec la position occupée par celui-ci. La rotation de l'aimant entraîne des variations rapides de flux magnétique dans le noyau de fer doux constituant la partie supérieure du circuit magnétique.
Lorsque l'aimant se trouve dans la position représentée sur la figure A ci-dessous, le nombre de lignes de force magnétique à travers le noyau de la bobine est maximale car deux pôles magnétiques opposés sont parfaitement alignés avec les épanouissements polaires.

Magnet Flux Right

Lorsque l'aimant s'éloigne de cette position, la quantité de flux passant par le noyau de la bobine commence à diminuer. À la position neutre à 45° toutes les lignes de flux sont court-circuitées, et aucun flux circule à travers le noyau de la bobine - figure B ci-dessous.

Magnet Flux Zero

Lorsque l'aimant continue à se déplacer dans le sens horaire, les lignes de flux commencent à circuler de nouveau à travers le noyau de la bobine, mais de sens inverse - figure C ci-dessous.

Magnet Flux Left

La courbe ci-dessous montre la variation de l'intensité du flux en fonction de la position de l'aimant. Ainsi, pour une révolution de 360°, il y a quatre positions maximales, quatre positions nulles et quatre inversions de flux. Le noyau de bobine est donc affecté par l'aimant rotatif. Il est soumis à un champ magnétique croissant et décroissant et à un changement de polarité tous les 90° de rotation.

Magneto Intensité Flux

Le circuit électrique se compose de deux enroulements :
- Un circuit primaire, composé d'environ 2 à 300 spires d'un fil de cuivre isolé de 5 à 6/10e de millimètre, dans lequel prend naissance le courant électrique induit par les variations de flux dans l'armature de fer doux ;
- Un circuit secondaire, constitué de plusieurs milliers de spires d'un fil de cuivre isolétrès fin (2 à 3/100e de millimètre) bobinées par-dessus le circuit primaire.
Les variations du courant primaire induisent à leur tour dans le secondaire un courant de tension d'autant plus élevé que le rapport entre les nombres des spires du primaire et du secondaire est plus grand et que les variations du courant primaire sont plus importantes et plus rapides.

Magneto aimant

Pour créer les importantes variations nécessaires du courant primaire, on interrompt subitement celui-ci à l'aide d'un dispositif approprié au moment où il atteint son intensité maximale. Il en résulte une très forte variation de flux qui induit un courant à haute tension. Ce courant est relié à l'une des électrodes de la bougie. L'autre électrode étant à la masse, un étincelle jaillira entre ces deux électrodes.
Pour créer ces étincelles il faut une rupture du courant primaire nécessaire à l'apparition du courant secondaire. Le dispositif utilisé pour réaliser ces ruptures est constitué essentiellement de deux vis platinées dont l'une, fixe, est isolée et reliée à l'une des extrémités du circuit primaire, tandis que l'autre, mise à la masse, est portée par un petit levier appelé marteau. (dessin ci-dessous). Une came agissant sur ce dernier assure un écartement périodique des deux vis platinées habituellement en contact, provoquant ainsi la rupture du courant primaire.

Magneto vis platinées

Si un écartement était insuffisant entre les vis platinées, la vitesse de variation du flux serait diminuée lors de l'étincelle. Pour éviter ce phénomène un condensateur est monté en dérivation du circuit primaire. Ce condensateur, constitué par deux séries de minces feuilles d'étain isolées entre elles par des lames de cuivre, se charge au moment de la rupture et se décharge dans le circuit primaire à la fermeture de celui-ci.

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Le distributeur

Pour assurer en temps voulu la distribution du courant secondaire aux bougies des différents cylindres, on a recours à un organe appelé distributeur. Il est constitué d'un boîtier isolant en bakélite dans lequel sont noyés des plots métalliques reliés individuellement aux bougies. Ci-dessous distributeur pour moteur à quatre cylindres.

Magneto distributeur

Un balai rotatif (doigt) connecté sur l’une des extrémités du circuit secondaire et entrainé par une roue dentée amène successivement le courant à chacun des plots.

Magneto Plot Doigt

Description d'un fil blindé de bougie.

Magneto Fil

Fixation du fil sur la bougie

Magneto Embout bougie


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Les bougies

Le rôle de la bougie est d’amorcer l’inflammation du mélange air-carburant par l’étincelle électrique qui jaillit entre les électrodes.
À gauche bougie avec une électrode et une électrode de masse. À droite bougie avec une électrode et deux électrodes de masse

Magneto bougie

La bougie utilisée couramment en aviation est constituée de trois parties principales:
- Le corps métallique est la partie visible de la bougie comprenant la partie supérieure (embout fileté de connexion au câble haute tension), et la partie inférieure (embase filetée qui se visse dans la culasse du moteur).
- Le tube d’isolation en céramique.
- L’ensemble des électrodes.
Coupe d'une bougie à trois électrodes

Magneto coupe bougie

Le degré thermique d'une bougie correspond à l’efficacité de celle-ci à évacuer la chaleur loin de la zone d’allumage vers la culasse du moteur.
Dans le cas d’un moteur plus « chaud » les bougies devront évacuer plus de calories que dans le cas d’un moteur froid. On y parvient en modifiant la forme de la partie basse du tube d’isolation en céramique. Si l’on rapproche le tube d’isolation des parois internes de l’embase filetée (ci-dessous à droite) la quantité de chaleur évacuée par conduction sera plus importante, on aura ainsi une bougie plus froide. On utilisera donc une bougie dite » froide » pour un moteur chaud.

Magneto Chaleur Bougie

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