Tout sur les bougies d'allumage

Information technique

N° 02

www.beru.com La perfection intégrée

Technique Technologie de démarrage Electronique Technologie d’allumage à froid diesel des capteurs� Ultra

� Ultra X

� Ultra X Platin

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Moteur à allumage par étincelle 3

Construction et types des bougies 4d'allumage

Offre de bougies d'allumage BERU 7

Conseils pour l'atelier 8

Avenir 12

Fabrication des bougies d'allumage 14

Mode de fonctionnement de la bougie d'allumage dans lemoteur à allumage par étincelle 3Exigences relatives à une bougie d'allumage moderne 3

Matériaux 4Ecartement des électrodes 4La bougie d'allumage en détail 4Position de l'éclateur et distance d'éclatement 5Siège d’étanchéité 5

Degré thermique 6Influences sur le degré thermique 6Conduction thermique 6

BERU Ultra X. L’offre pour les exigences les plus extrêmes 7BERU – le choix des constructeurs automobiles 7Bougies d'allumage spéciales 7

Contrôle des bougies d'allumage 8/9Défauts de fonctionnement et usure 10Montage des bougies d'allumage 10Aides de montage BERU 11

L’avenir des bougies d’allumage 12Exigences importantes pour les nouvelles générations de bougies d’allumage 12Amélioration des caractéristiques céramiques 13De nouvelles géométries pour les bougies d’allumage pour une durée de vie encore plus grande 13Nouvelle réduction des tolérances de fabrication 13Des systèmes de mesure et d’application des plus récents 14

De l'ébauche à la pièce de précision 14Tests de dureté BERU 15Normes de qualité BERU 15Services BERU 15

Table des matières

Facilité de démarrage, duréede vie, puissance, consom-mation et qualité des gazd'échappement du moteur –ces importants paramètressont influencés par la bou-gie. La partie déterminantepour le fonctionnement de la bougie se trouve dans lachambre de combustion dumoteur, seules une partie de l'isolateur et la pièce deraccordement sont visiblesde l'extérieur.

Pendant le fonctionnement,les bougies d'allumage doi-vent fournir des prestationsde très haut niveau : Danstoutes les situations, ellesdoivent allumer de manièrefiable, garantir des démarra-ges à froid corrects et unfonctionnement sans à-coups– même à pleine puissance –et apporter leur contributionà une combustion optimale et donc à faible émission depolluants.

Ce faisant, la chambre decombustion peut atteindredes températures de 3 000 °Csous une pression de jusqu'à50 bars. Viennent encore s'yajouter des tensions d'allu-mage atteignant 40.000volts. Les contraintes chimi-ques posent également desexigences élevées à la qualité.Il s'agit donc d'un travail deforce extrême, que la bougied'allumage doit fournir pen-dant des milliers de kilomè-tres.

Les bougies d'allumageBERU sont des pièces deprécision hautement spécia-lisées, qui sont développéesen fonction des prescriptionsdes constructeurs automobi-les et sont fabriquées à l'ai-de d'installations modernes.

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Les bougies d’allu-mage – le cœur dumoteur

Degré thermique et conduction thermique 6

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Mode de fonctionnement de la bougie d'allumage dans le moteur à allumage par étincelle

Exigences relatives à une bougie d'allumage moderne

Le moteur à allumage par étincelle

Contrairement aux moteurs diesel, l'allumage des moteurs à allu-mage par étincelles doit être déclenché : lors de la compression, lacombustion du mélange comprimé carburant-air est provoquéepar une étincelle électrique. Le rôle de la bougie d'allumage est icide générer cette étincelle. Elle se forme entre les électrodes du faitde la haute tension générée par la bobine d'allumage. Partant del'étincelle, un front de flammes se déplace à travers l'ensemble dela chambre de combustion jusqu'à ce que le mélange soit brûlé. La chaleur libérée augmente la température et la pression monterapidement dans le cylindre, ce qui pousse le piston vers la bas. Le mouvement est transmis via la bielle au vilebrequin – celui-cientraîne le véhicule via l'accouplement et les essieux.

Afin que le moteur puisse tourner rond et fonctionner avecpuissance et de manière non polluante, de nombreuses condi-tions doivent être remplies : le cylindre doit contenir la quantiténécessaire de mélange carburant-air de composition optimale,l'étincelle d'allumage à haute énergie doit sauter entre les élec-trodes à un moment exactement prédéfini. Les bougies d'allu-mage doivent ce faisant fournir des prestations de très hautniveau : entre quelque 500 et 3 500 fois par minute, elles doi-vent fournir une puissante étincelle d'allumage – égalementlorsque le moteur tourne pendant des heures à puissance maxi-male ou en cas de circulation intermittente. Même par –20 °C,elles doivent assurer que la température de service sera rapide-ment atteinte. Les bougies d'allumage de haut niveau assurentune combustion à faible émission de polluants et une utilisationoptimale du carburant – sans ratés d'allumage pouvant conduireà ce que du carburant non brûlé parvienne dans le catalyseur etle détruise. Une bougie d'allumage moderne doit répondre auxconditions suivantes :

Les bougies d'allumage développées par BERU et fabriquées àpartir de matériaux de haute qualité résistant durablement à cescontraintes extrêmes. Déjà lors du développement du moteur,les ingénieurs de BERU collaborent étroitement avec l'industrieautomobile afin que les bougies d'allumage soient adaptées demanière optimale aux conditions respectives rencontrées dans lachambre de combustion.

Exigences électriques■ Transmission fiable de la haute tension

également pour des tensions d'allumageatteignant 40 000 volts

■ Grande capacité d'isolation également pourdes températures de 1 000 °C, évitant lesdécharges disruptives et les claquages

Exigences mécaniques■ Fermeture étanche à la pression et aux gaz

de la chambre de combustion, résistance auxpressions oscillantes jusqu'à env. 100 bars

■ Résistance mécanique élevée pour un montage sûr

Exigences thermiques■ Résistance aux chocs thermiques (gaz

d'échappement chauds – mélange aspiréfroid)

■ Bonne conductibilité thermique du pied de l'isolateur et des électrodes

Exigences électrochimiques■ Résistance à électroérosion, aux gaz de

combustion et aux résidus de combustion■ Eviter la formation de dépôts sur l'isolateur

L'étincelle de la bougie d'alluma-ge induit lors de la compressionla combustion du mélange com-primé carburant-air.

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Afin de toujours pouvoir fournir la bougie d'allumage optimalepour la grande variété de moteurs et buts d'utilisation, BERUpropose une large palette de bougies d'allumage. Ce faisant, onutilise des matériaux très différents pour l'électrode centrale.Des alliages spéciaux à base de nickel ainsi que des électrodes ànoyau de cuivre se distinguent par une bonne évacuation de lachaleur et une résistance élevée à la corrosion. L'argent a uneconductibilité thermique encore plus élevée. Le platine offre unerésistance optimale à l'érosion et prolonge dès lors les intervallesde remplacement. L'électrode de masse est tout aussi importan-te : sa géométrie influence notamment l'accessibilité du mélan-ge, l'usure, l'évacuation de la chaleur et la tension d'allumagenécessaire. Sa conception peut varier très fortement en fonctionde la forme de la chambre de combustion.

La plus petite distance entre l'électrode centrale et la ou lesélectrodes de masse de la bougie d'allumage est appelée écarte-ment des électrodes. C'est cette distance que doit franchir l'é-tincelle d'allumage. L'écartement optimal des électrodes dépendnotamment du moteur et est déterminé en étroite collaborationavec le constructeur du moteur et le constructeur du véhicule.La plus haute précision est importante en ce qui concerne lerespect de l'écartement des électrodes, un écartement incorrectpouvant fortement détériorer le fonctionnement de la bougie etdonc les performances du moteur. Si l'écartement des électrodesest trop faible, ceci peut avoir pour conséquence une inflamma-tion insuffisante, un ralenti irrégulier et de mauvaises caractéri-stiques des gaz d'échappement.■ Un écartement trop grand des électrodes peut conduire à des

ratés d'allumage.■ Pour les bougies à plusieurs électrodes, le réglage de l'écartement

des électrodes devient superflu en raison de la position de l'écla-teur (par exemple Ultra X, technique de l'étincelle dans l'air/étin-celle glissante).

Ultra X Platin

Electrode centrale en platine

Broche de contact Isolateur en oxyde d'aluminium

Corps de bougie nickelé

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4

Ecrou de raccordementélectrique SAE (écrou enfichable)

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Construction et types des bougies d'allumage

Matériaux

Ecartement des électrodes

« La bougie d'allumage en détail »

Ecartement desélectrodes

EA

EA

Raccordement pour l'embout de bougie (lafigure montre un nouveau raccord SAE, lesvéhicules plus anciens sont équipés de rac-cords M4). Transmet la tension d'allumageà l'électrode.

Tige d'acier (broche de contact) noyée demanière étanche aux gaz dans du ciment àbase de verre conducteur, servant de liaisonavec l'électrode centrale.

L'isolateur est constitué d'une céramique d'oxyde d'aluminium et isole l'électrode centrale jusqu'à 40.000 volts par rapport à lamasse.

Le corps de bougie nickelé est relié de manièreétanche aux gaz à l'isolateur par un procédé desertissage à chaud. Le filetage sert à la fixationde la bougie dans le bloc moteur.

Bague d'étanchéité extérieure imperdableservant à l'étanchement et à l'évacuation dela chaleur.

Connexion électrique de la broche de contactet de l'électrode centrale. Pour les typesdéparasités (R), ciment à base de verre résistif.L'ajout d'impuretés appropriées permet deconférer au ciment à base de verre une ré-sistance définie afin de garantir la résistanceà l'érosion et les caractéristiques de déparasi-tage.

La bague d'étanchéité intérieure assure la liaison étanche aux gaz entre l'isolateur et le corps métallique et sert à l'évacuation de lachaleur.

L'électrode centrale est un noyau de cuivreentouré de nickel (pour la dernière généra-tion de véhicules avec pointe en platine) quiest noyé dans l'isolateur.

Le pied de l'isolateur dépasse dans la chambrede combustion. Il influence considérablementle degré thermique de la bougie d'allumage.

L'épaulement d'introduction facilite le vissagede la bougie.

L'espace de respiration influence le compor-tement autonettoyant.

Une ou plusieurs électrodes de masse sontsoudées sur le corps de la bougie d'allumageet définissent la distance d'éclatement avecl'électrode centrale. Des alliages à base denickel spécialement développés (pour la der-nière génération de véhicules avec blindageen platine) augmentent la résistance à l'éro-sion de l'électrode de masse.

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Deux facteurs essentiels influencent le fonctionnement de labougie d'allumage dans la chambre de combustion : la positionde l'éclateur et la distance d'éclatement. On appelle position del'éclateur la géométrie définie par les concepteurs du moteur quidétermine dans quelle mesure la distance d'éclatement pénètredans la chambre de combustion. Pour la distance d'éclatement,on fait la distinction entre :

■ Distance d'éclatement dans l'air : chemin que l'étincelle parcourt entre les électrodes pour allumer le mélange carbu-rant-air dans la chambre de combustion.

■ Distance d'éclatement glissante : chemin que l'étincelle parcourt lorsqu'elle glisse d'abord sur la surface de la pointede l'isolateur pour sauter ensuite vers l'électrode de masse. Au cours de ce trajet, elle brûle des dépôts et résidus de combustion gênants.

■ Distance d'éclatement et de glissement : chemins que l'étincelle peut parcourir dans l'air et sur l'isolateur. La combinaison de distances d'éclatement et de glissement indépendantes l'une de l'autre permet de réduire l'érosion des électrodes, ce qui conduit à un allongement sensible de la durée de vie des bougies d'allumage.

La bougie d'allumage doit être vissée de manière étanche auxgaz dans la culasse. Selon le type de construction du moteur, ondistingue deux types d'étanchéité :

■ Siège d'étanchéité plat ou plan : Une bague d'étanchéitéextérieure imperdable assure l'étanchéité avec le corps debougie.

■ Siège d'étanchéité conique : La surface conique du corps debougie assure l'étanchéité sur une surface d'appui de formeappropriée de la culasse.

En cas de manque de place (p. ex. moteurs multisoupapes), onutilise souvent des bougies FineLine ayant des diamètres de filetplus petits et des dimensions filigranes.

Bague d'étanchéité extérieure imperdable

Joint d'étanchéitéintérieur

Electrode centrale

Epaulement d’introduction

Electrode de masse

Ciment à base deverre conducteur

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Espace de respiration

Pied de l’isolateur9

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Position de l'éclateur et distance d'éclatement

Siège d'étanchéité

Construction et types des bougies d'allumage

Distance d'éclatement

Siège d'étanchéité platavec bague d'étanchéité

Ouverture de clé 16

Siège d'étanchéité coniquesans bague d'étanchéité

Distance d'éclatement dans l'air

Distance d'éclatement glissante

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Degré thermique et conduction thermique

Degré thermique

Influences sur le degré thermique

Conduction thermique

Le degré thermique est une mesure du dimensionnement ther-mique d'une bougie d'allumage. Il donne la capacité de chargethermique maximale qui s'établit au niveau de la bougie d'allu-mage à l'équilibre entre l'absorption et l'évacuation de chaleur.Lors de la sélection d'une bougie d'allumage, le degré thermiquedoit être exactement respecté :■ Si le chiffre caractéristique du degré thermique est trop élevé

(par exemple 9), la bougie ne peut pas évacuer suffisammentvite la chaleur formée. Ceci conduit à des auto-allumages ;cela signifie que ce n'est pas l'étincelle d'allumage, mais labougie trop chaude qui enflamme le mélange.

■ Si le chiffre caractéristique du degré thermique est trop bas(par exemple 5), la température nécessaire à l'autonettoyagede la bougie n'est pas atteinte pour les bas régimes dumoteur. Conséquence : ratés d'allumage, consommation plusélevée et émissions de polluants accrues.

Plus la puissance du moteur est élevée, plus généralement la tem-pérature de combustion est également élevée. La bougie doit yêtre adaptée. La taille du pied de l'isolateur influence de manièredéterminante l'absorption de chaleur, l'évacuation de la chaleurse fait via le pied de l'isolateur, l'électrode centrale et le jointd'étanchéité intérieur vers le corps de bougie et la culasse.■ Les bougies d'allumage avec pied d'isolateur long absorbent

plus de chaleur venant de la chambre de combustion. Commeelles ne peuvent évacuer que peu de chaleur sur le long trajetjusqu'au corps de bougie, on les appelle bougies chaudes.

■ Les bougies d'allumage avec pied d'isolateur court absorbentmoins de chaleur. Comme elles peuvent évacuer beaucoup dechaleur sur le court trajet jusqu'au corps de bougie, on lesappelle bougies froides.

Lors de la combustion dans le cylindre, il apparaît brièvementdes températures de plus de 3.000 °C, qui peuvent égalementéchauffer la bougie même. Via divers chemins de conductionthermique, la bougie d'allumage évacue quelque 80 pour centde la chaleur absorbée vers l'extérieur. La plus grande partie dela chaleur est transmise directement à la culasse par le filet dela bougie. Pour cette raison, la bougie d'allumage doit toujoursêtre vissée avec le couple de serrage correct.Lors de son passage, le mélange carburant-air n'emporte et n'évacue que quelque 20 pour cent de la chaleur. Des électrodescomposites, par exemple des électrodes en Ni avec noyau decuivre, permettent d’améliorer fortement l'évacuation de la chaleur. Pour les positions de l'éclateur pénétrant de manièreextrême dans la chambre de combustion, la température d'auto-nettoyage est rapidement atteinte par une adaptation spécialede la section et de la surface d'absorption de la chaleur de lapointe du pied de l'isolateur – ainsi qu'un abaissement de latempérature supérieure à l'isolateur en dessous de 900 °C. Detelles bougies d'allumage conviennent ainsi pour les chambresde combustion à températures relativement basses ainsi quepour celles à températures très élevées.

env. 2 %

env. 20 %

env. 30 %

env. 30 %

env. 18 %

Chemins de conduction thermiqued'une bougie d'allumage

1.000 OCZone d'auto-allumage

Usure élevée desélectrodes

Limite d'autonettoyage

Noircissement

400 OC

850 OC

Zone de fonc-tionnement600-700 OC

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BERU Ultra X. L’offre pour les exigences les plus extrêmes

BERU – le choix des constructeurs automobiles

Bougies d'allumage spéciales

Offre de bougies d'allumage BERU

BERU fabrique des bougies d'allumage spéciales pour les casd'application les plus divers :

1. Bougies d'allumage compactes lorsque la place est comptéedans les tronçonneuses ou tondeuses à gazon

2. Bougies d'allumage entièrement blindées avec enveloppe d'acier pour les exigences de déparasitage très élevées, parexemple pour les véhicules officiels

3. Bougies d'allumage pour véhicules avec moteur à gaz etmoteurs stationnaires pour applications industrielles

4. Bougies d'allumage de mesure pour moteurs de tests et d'essai

6 ULTRA X + 2 ULTRA X PLATIN = 8 TYPES PUISSANTS COUVRANT 93 % DU MARCHE !

L’innovation en matière de bougiesd'allumage réunissant les techno-logies actuelles de première monte.

La bougie d'allumage innovanteUltra X a été développée pour lesautomobilistes qui veulent profitersimultanément de plusieurs techno-logies de première monte.

La meilleure Ultra X. Pour lesautomobilistes orientés sur lesperformances sans compromis.

Nouveau : Electrode centrale en platineNouveau : Encore plus de chemins d'étincelleNouveau : électrodes à cornesNouveau : isolateur duplex

La bougie Ultra X Platin est conçuepour les exigences élevées desgénérations de moteur les plusrécentes et offre aux automobi-listes sportifs et orientés sur lesperformances sans compromisun plus actif en matière de puis-sance, de sécurité d'allumage etde fiabilité.

BERU Ultra X. BERU Ultra X Platin.

Des bougies d'allumage de haute qualité, telles qu'elles sont montées lorsde la première monte – pour la grande variété de moteurs et buts d'utilisa-tion différents.

■ Technologie douze millimètres avec uneouverture de clé de 14

■ Diamètre du filetage réduit■ Pas à visser 26,5 millimètres■ Sûreté d’allumage grâce à la décharge

Corona

BERU Ultra. BERU Bi-Hex.

■ Combustion à faible émission depolluants : économise l'essenceet protège le catalyseur

■ Allumage sûr également à bassetempérature

■ Longue durée de vie, durée d'utili-sation élevée

■ Matériaux éprouvés : électrodecentrale à deux matériaux avecnoyau de cuivre enrobé de nickel

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Assortiment x-trêmement tenduCouverture du marché x-trêmementélevéeInnovation x-trême :Technologies de première monte

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Conseils pour l'atelier

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Le contrôle visuel de la bougie d'allumage fait apparaître lesdommages les plus variables. Voici une vue d'ensemble avec description des causes, des effets et des remèdes possibles :

NORMAL (1)Faible érosion de l'électrode et coloration gris-blanc ougris-jaune à brun-fauve du pied de l'isolateur : les réglagesdu moteur sont en ordre, le degré thermique est correct.

ENCRASSEE (2)Le pied de l'isolateur, les électrodes et le culot de bougiesont recouverts de suie noire d'aspect soyeux.Cause : réglage incorrect du mélange : mélange trop gras, filtreà air fortement encrassé, dispositif de démarrage à froid défec-tueux. Utilisation principalement sur trajets courts. Bougie d'al-lumage trop froide, le coefficient de degré thermique est tropfaible. Effet : des courants de fuite provoquent un mauvais comporte-ment de démarrage à froid et des ratés d'allumage. Le carburantnon brûlé peut arriver au catalyseur et le détériorer.Remède : régler correctement le mélange et le démarreur, con-trôler le filtre à air.

HUILEUSE (3)Le pied de l'isolateur, les électrodes et le culot de bougiesont recouverts d'un film huileux noir.Cause : trop d'huile dans la chambre de combustion, le niveaud'huile est trop élevé, segments de piston, cylindres et guides desoupapes fortement usés.Effet : ratés d'allumage ou même court-circuit de la bougie,panne totale.Remède : réviser le moteur, mélange carburant-air correct, monter de nouvelles bougies de qualité BERU d'origine.

FORMATION D’EMAIL (4)Le pied de l'isolateur présente par endroits un émaillagebrun-jaune, qui peut également tirer au vert.Cause : des additifs dans l'essence et l'huile moteur forment desdépôts cendreux.Effet : en cas de montée brutale à plein régime du moteur, cesdépôts sont liquéfiés et deviennent électriquement conducteurs.Remède : régler avec précision la préparation du mélange,monter des bougies de qualité BERU d'origine.

DEPOTS (5)Dépôts importants d'additifs pour huile et carburant sur lepied de l'isolateur et l'électrode de masse. Dépôts similairesà la scorie (calamine).Cause : des composants d'alliage, en particulier huileux, peuventformer des résidus qui se déposent dans la chambre de combus-tion et sur la bougie. Effet : peut provoquer de l'auto-allumage avec perte de puis-sance et à une panne de moteur.Remède : Vérifier les réglages du moteur. Monter des bougiesneuves de qualité BERU d'origine et éventuellement changer detype d'huile.

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Contrôle des bougies d'allumage

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Conseils pour l'atelier

ELECTRODES CENTRALES FONDUES (6)L'électrode centrale présente un début de fusion, la pointedu pied de l'isolateur présente des bulles et a une apparencespongieuse, ramollie. Cause : surcharge thermique par auto-allumage, p. ex. réglage tropprécoce de l'allumage, résidus de combustion dans la chambre decombustion, soupapes défectueuses, allumeur défectueux, qualité decarburant insuffisante, éventuellement chaleur trop faible, couplede serrage non respecté.Effet : ratés d'allumage, perte de puissance (panne de moteur). Remède : contrôler le moteur, l'allumage, la préparation dumélange, les couples de serrage des bougies d'allumage. Monterdes bougies neuves de qualité BERU d'origine de degré thermiquecorrect.

RUPTURE DU PIED DE L’ISOLATEUR (7)Creux au pied de l'isolateur.Cause : détérioration mécanique en cas de manipulation inap-propriée. Au début, souvent uniquement reconnaissables sousforme de microfissures. Dans des cas limites, des dépôts entrel'électrode centrale et le pied de l'isolateur – en particulier encas de durée de service excessive – peuvent provoquer l'éclate-ment de l'isolateur. Cliquetis.Effet : ratés d'allumage, l'étincelle d'allumage saute à des endroits que le mélange frais n'atteindrait pas avec certitude.Remède : monter des bougies neuves de qualité BERU d'origine.

FORTE USURE DES ELECTRODES (8)L'électrode centrale et/ou l'électrode de masse présentent uneperte visible de matière.Cause : additifs agressifs d'huile ou de carburant. Influences d'écoulement défavorables dans la chambre de combustionéventuellement à cause de dépôts. Cliquetis, surcharge thermi-que, bougie d'allumage incorrecte.Effet : ratés d'allumage, en particulier lors des accélérations (tension d'allumage insuffisante pour un grand écartement desélectrodes). Mauvais comportement au démarrage.Remède : monter des bougies neuves de qualité BERU d'origine.

ELECTRODES FONDUES (9)Apparence de chou-fleur des électrodes. Evt dépôt de ma-tériaux ne faisant pas partie de la bougie. Cause : surcharge thermique par auto-allumage, p. ex. réglage tropprécoce de l'allumage, résidus de combustion dans la chambre decombustion, soupapes défectueuses, allumeur défectueux, qualité decarburant insuffisante, bougie non serrée conformément au couple.Effet : perte de puissance avant la panne totale (de moteur). Remède : contrôler le moteur, l'allumage et la préparation dumélange ainsi que les couples de serrage des bougies d'alluma-ge. Monter des bougies neuves de qualité BERU d'origine.

CONNECTEUR DE BOUGIE FRAGILISE (10)Cause : surcharge thermique, connecteur vieilli.Effet : ratés d'allumage. Remède : monter des connecteurs et bougies neufs de qualitéBERU d'origine, graisser le col de l'isolateur à l'aide de graissepour connecteurs BERU (voir p. 11).

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Le couple de serrage correct est une conditionimportante pour un fonctionnement correct dela bougie d'allumage. Un couple de serrage tropélevé peut endommager la bougie, couple deserrage trop faible provoque par contre un mau-vais étanchement et une perte de chaleur. Pourle couple de serrage correct, l'épaisseur du jointd'étanchéité de la bougie se situe entre 1,29 et1,59 mm (voir tableau, les indications sont vala-bles pour des bougies avec filetage M14).

1,61 mm1,59 mm1,29 mm1,25 mm1,24 mm1,22 mm1,20 mm1,19 mm1,17 mm1,15 mm

10 Nm20 Nm30 Nm40 Nm50 Nm60 Nm70 Nm80 Nm90 Nm

100 Nm

Epaisseur du joint d'étanchéité

Couple de serrage appliqué

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Conseils pour l'atelier

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Défauts de fonctionnement et usure

Montage des bougies d'allumage

La surcharge, un carburant de mauvaise qualité, un choix incorrectde la bougie et la circulation intermittente sont quelques-uns desfacteurs qui peuvent conduire à des défauts de fonctionnementdes bougies d'allumage. Voici une courte check-list qui vousaidera à reconnaître ces défauts :

La bougie d'éclatement et de glissement avec noyau de cuivreenrobé de nickel et 4 électrodes de masse disposées en X, dé-calées deux à deux, offre une sécurité d'allumage maximale :L'étincelle a jusqu'à 8 possibilités différentes d'allumer lemélange air-essence !

Comme les bougies d'allumage sont conçues pour des moteursdéterminés, on doit toujours utiliser les bougies correctes – undegré thermique ou un écartement des électrodes incorrect ainsiqu'une longueur de filetage incorrecte peuvent conduire à unediminution de la puissance du moteur ou même à une détério-ration du moteur et/ou du catalyseur. Un démontage et montagesoigneux sont tout aussi indispensables.

■ Lors du démontage, on doit veiller à ne pas introduire desaleté dans la chambre de combustion. Pour cette raison, toujours desserrer la bougie de quelques tours, nettoyer le fût de la bougie à l'air comprimé ou avec un pinceau, puisdévisser entièrement la bougie.

■ Enduire l'isolateur de la bougie d'une fine couche de graissespéciale BERU (référence 0 890 300 029).

■ Lors du démontage, les filetages de la bougie et de la culassedoivent être propres. Pour les bougies BERU, le graissage estsuperflu grâce au revêtement de nickel du corps de bougie.Veiller au couple de serrage correct (voir tableau).

■ Attention : les bougies d'allumage tombées par terre ne peuventplus être utilisées, même des détériorations invisibles peuvent eneffet provoquer des ratés d'allumage ou des dommages au cata-lyseur.

■ Vérifier l'usure des connecteurs de bougie. Si des fragilisationsou des microfissures sont perceptibles, remplacer les connec-teurs.

Une bougie d'allumage Ultra X, rem-placée dans le cadre de l'inspection :Le pied de l'isolateur est exempt dedépôts, tant l'électrode de masse quel'électrode centrale ne présententqu'une faible érosion.

✎ Notre conseil pour les contraintes les plus sévères : BERU Ultra X

Symptôme Cause Dommages consécutifs possibles

Electroérosion, corrosion Surcharge thermique Electrodes fonduesCarburant incorrect ou Auto-allumagede mauvaise qualité Ratés d'allumage (du fait d'un Degré thermique incorrect écartement trop grand des électrodes)

Auto-allumage Résidus dans la chambre de combustion Piston endommagéSoupapes défectueuses Soupape endommagéeBougies de degré thermique incorrect Bougie endommagéeCarburant d'indice d'octane trop faible

Combustion détonante Carburant d'indice d'octane trop faible Une montée incontrôlée de la pression (cliquetis) Point d’allumage incorrect et de la température peut conduire à

Compression trop élevée des dommages des pistons et des bougies

Ratés d'allumage Connecteur de bougie défectueux, Eclatements d'étincelles sur l'isolateurvieilli, non étanche Ratés d'allumage supplémentaires

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Conseils pour l'atelier

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IMPORTANT LORS DU MONTAGE : LE COUPLE DE SERRAGE EXACTEn cas d'érosion extrême ou de fusion de l'électrode centralemalgré un couple de serrage correct, la cause en est très proba-blement une combustion incontrôlée (p. ex. auto-allumage oucliquetis à grande vitesse). Causes possibles : point d'allumageincorrect, soupape d'échappement trop serrée, qualité de carbu-rant inappropriée, dépôts dans la chambre de combustion oumélange air-carburant trop maigre.

Pour le changement simple et sûr de bougies d'allumage sans coin-cement de la clé et sans fissure de l'isolateur, nous recommandonsl'utilisation d'un outillage spécial.

AIDES DE MONTAGE DES BOUGIES D’ALLUMAGE BERU ZMH001 le prolongement du bras du mécanicienLE PROBLEME La place est souvent ce qui manque le plus dansle compartiment moteur. Lors du vissage et du dévissage de labougie d'allumage, il y a non seulement risque de blessure et debrûlure de la main sur le moteur – la bougie d'allumage peutégalement tomber et être endommagée. LA SOLUTION L'aide de montage en caoutchouc pour bougiesd'allumage BERU sert de « prolongement au bras du monteur » :elle retient la bougie d'allumage de manière sûre et permet levissage et le dévissage en douceur avant le serrage et après ledesserrage.

AIDE DE MONTAGE DES BOUGIES D’ALLUMAGE BERU ZMH002 changement sûr des bougies d'allumage sans coincementLE PROBLEME Du fait de l'ouverture relativement grande dulogement de la bougie, le risque existe lors du montage et dudémontage de bougies d'allumage avec un prolongateur que laclé à bougie soit guidée en oblique et provoque un bris de l'isola-teur de la bougie. La conséquence : Des ratés d'allumage du faitde décharges disruptives au niveau de l'isolateur fêlé de la bougiepeuvent détruire le catalyseur. LA SOLUTION L'outil de montage BERU utilisable avec presquetous les modèles de véhicules s'enfiche simplement dans le pro-longateur de bougie de 3/8” et se pousse dans le logement de labougie. La clé à bougie reste ainsi parallèle au logement et nepeut pas se mettre de travers.

GRAISSE SPECIALE BERU ZKF 001Afin de prévenir une cuisson du connecteur de bougie avec lecol de la bougie et la détérioration des lèvres d'étanchéité endécoulant, nous recommandons d'enduire l'isolateur de la bougiede graisse spéciale BERU. Ceci augmente également la résistanceaux décharges disruptives.

Couples de serrage en Nm, le filetage ne peut pas être graissé

Filet de la bougie Culasse

Fonte Métal légerM 12x1,25 15-25 15-20M 14x1,25 30-40 25-30M 18x1,5 30-45 20-35

M 14x1,25 15-25 12-20M 18x1,5 15-30 15-25

Bougies à siège plat :

Bougies à siège conique :

Aides de montage BERU

Aide de montage des ZMH 001 0 890 000 001bougies d’allumage

Réf. BERU BERU Réf. abrégée Réf. de commande

zone

à

grai

sser

Aide de montage des ZMH 002 0 890 000 002bougies d’allumage

Réf. BERU BERU Réf. abrégée Réf. de commande

Graisse spéciale ZKF 001 0 890 300 029BERU, Tube 10 g

Réf. BERU BERU Réf. abrégée Réf. de commande

1 | Appliquez la graisse pour con-necteurs de bougies d’allumageBERU avant le vissage des bou-gies d’allumage directement surles connecteurs, afin de les pro-téger contre toute fragilisationet claquages sous haute tension.

2 | Traces de claquages sous hautetension

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Avenir

L’avenir des bougies d’allumage

Exigences importantes pour les nouvellesgénérations de bougies d’allumage

Lors du développement des moteurs à essence modernes, lestendances au niveau technique révèlent des procédés de com-bustion modifiés et des moteurs plus petits, suralimentés. Lesingénieurs BERU développent des bougies d’allumage optimalesen étroite collaboration avec les fabricants automobiles interna-tionaux.

Moins de consommation, émissions plus faibles, plus de plaisir àconduire : c’est ce qui visent les tendances au niveau techniquedu développement des moteurs à allumage par étincelles. Si lesmoteurs atmosphériques avec une injection à collecteur d’aspi-ration et les catalyseurs régulés à trois voies ont longtempsdominé, les constructeurs automobiles se trouvent actuellementdans une phase de revirement sérieuse. Les connaissancesactuelles techniques mettent en oeuvre une variabilité partielledans l’entraînement des soupapes par des modulateurs de phaseou par une commande de la course des soupapes ainsi qu’uneinjection directe avec une combustion avec déflection d’air ouavec guidage le long de la paroi. La toute nouvelle générationdes systèmes d’injection avec un injecteur à commande piézo-électrique augmente la plage du fonctionnement du moteurplus pauvre, avec une admission non réduite, ce qui doit per-mettre de garantir la réduction requise de la consommation etdes émissions.

Il en résulte de nouvelles exigences pour les bougies d’allumage :

■ des formes de construction plus petites ■ des électrodes de masse positionnées ■ des positions de l’éclateur plus exactes et une■ résistance diélectrique et mécanique supérieure de la céra-

mique des bougies d’allumage

En raison des nouveaux systèmes à injection directe, la bougied’allumage dispose de moins de place dans la culasse dans lesmoteurs à allumage par étincelles. Il est alors nécessaire de dis-poser d’un pas à visser prolongé et/ou d’une géométrie modifiéede la bougie d’allumage. Les bougies d’allumage M12 sont deplus en plus utilisées, par rapport aux bougies d’allumage M14traditionnelles, elles doivent se contenter d’une épaisseur deparoi en céramique réduite. Les exigences opposées – des épais-seurs de paroi plus petites sur l’isolateur et un besoin plusimportant en tension – rendent nécessaires de nouveaux déve-loppements en matière de matériaux, géométrie et procédés.

La « Downsizing » avec suralimentation (ou micromisation) estune autre tendance de l’évolution des moteurs à essence moder-nes. Conséquence de l’intensité de charge accrue : un besoin entension d’allumage nécessaire plus élevé qui définit à son tourdes exigences plus importantes envers les caractéristiques diélec-triques et mécaniques de la céramique des bougies d’allumage.

En étroite collaboration avec les con-structeurs automobiles internationaux,les ingénieurs BERU développent desconcepts de bougies d’allumage inno-vateurs pour les moteurs à allumagepar étincelles modernes.

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Avenir

Une céramique à base d’oxyde d’aluminium a fait ses preuves entant que matériau d’isolation pour les bougies d’allumage desvéhicules ; en effet, ce matériau satisfait aux exigences électriqueset mécaniques sur le plan de la résistance au claquage, mêmeavec des températures jusqu’à 1 000 °C. La grandeur principalecaractérisant les caractéristiques de la céramique actuelle est saporosité résiduelle. Afin de réduire nettement celle-ci et d’amé-liorer davantage en conséquence la résistance au claquage et larésistance mécanique des bougies d’allumage, les développeursBERU ont effectué entre autres des modifications des agrégats.

Les constructeurs automobiles veulent obtenir actuellementpour les bougies d’allumage M12 comme pour les bougies M14une durée de vie de 60 000 à 100 000 kilomètres. La hausse dubesoin en tension électrique doit ce faisant être la plus faiblepossible en raison de l’usure sur la distance d’éclatement desbougies d’allumage. Pour cela, le développement de nouvellesgéométries des électrodes, de nouveaux matériaux et processusétaient indispensables. Avec les bougies d’allumage dotées d’électrodes avec un alliage au nickel, le mécanisme d’usure estdéterminé principalement par l’oxydation. Il convient d’obteniren conséquence des alliages au nickel avec une couche d’oxyda-tion stable, durable. Avec les bougies d’allumage, dont les élec-trodes sont pourvues d’un métal noble (ex. : platine) avec uneoxydation stabilisée, une composition durable du métal nobledoit être garantie sur les électrodes à base de nickel des bougiesd’allumage.

Des électrodes d’allumage fabriquées précisément avec des élec-trodes de masse positionnables sont essentielles pour obtenir unallumage sûr avec les moteurs à allumage par étincelles dotésd’une injection directe guidée par faisceau. Ceci requiert desconditions de soufflage définies pour la distance d’éclatementet aussi une diminution des tolérances d’affectation de l’injecteuret de la bougie d’allumage avec un lieu d’allumage à faible to-lérance. Grâce à une optimisation des processus de fabrication et à l’utilisation de bagues d’étanchéité intérieures d’épaisseurdifférente, BERU est capable de restreindre les tolérances de laposition de l’éclateur de manière à ce que la position de la distan-ce d’éclatement soit assurée avec une exactitude de ±0,2 mm.

Le positionnement défini de l’électrode de masse est aussi impor-tant que le lieu d’allumage exact afin que la formation du mélangene soit pas gênée. Le positionnement exact de l’électrode de masserequiert une entrée définie du pas dans la culasse. En alignant,réglant et positionnant la masse au moyen d’un système de me-sure optique, BERU atteint ici une tolérance de ±15°.

Amélioration des caractéristiques céramiques

Nouvelle réduction des tolérances de fabrication

De nouvelles géométries pour les bougiesd’allumage pour une durée de vie encoreplus grande

Les électrodes à base de nickel desbougies d’allumage BERU Highendsont dotées de métal noble avec uneoxydation stabilisée (ex. : platine). A l’aide d’un processus de soudage au laser spécial, BERU fournit unecomposition extrêmement durable des deux matériaux (A).Un recouvrement des surfaces enmétal noble sur l’électrode centrale etl’électrode de masse au minimum de92 % (B) permet des prestations defonctionnement extrêmement élevées.

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Granulat d’oxyde d'aluminium

Ebauche

Etages d'extrusion à froid 1-6 Corps tournéet foré

Electrode demasse soudée,filetage laminé

Electrode prépliée, corps marqué, nickelé, galvanisé ou chromaté

Isolateur presséPolissage Frittage Marquage Pulvérisation

de l'émailCuisson

Verre con-ducteur

Electrode centrale(noyau de cuivreenrobé de nickel)

Broche de contactnickelé

Isolateurcomplet(fondu dansle verre)

Bagued'étan-chéitéintérieure

Bagued'étan-chéitéextérieure

Bougie d'allu-mage prémontée

Bougie d'allu-mage avecécartementdes électrodesréglé

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Avenir

Des systèmes de mesure et d’application des plus récents

Fabrication des bougies d'allumage

De l'ébauche à la pièce de précision

Le développement des bougies d’allumage spécifiques auxmoteurs requiert une collaboration étroite des constructeursautomobiles et des fournisseurs des bougies. A cette fin, il estindispensable de disposer de possibilités techniques optimalespour déterminer :

■ le degré thermique approprié, ■ les températures des électrodes, ■ le besoin en tension d’allumage nécessaire, ■ l’offre en tension d’allumage nécessaire, ■ le comportement de démarrage à froid optimal des bougies

d’allumage.

BERU a développé pour tous les secteurs une technique demesure spéciale qui est aussi disponible comme système d’appli-cation mobile. La vérification des caractéristiques de démarrageà froid des bougies d’allumage peut être effectuée dans le cen-tre de recherche et de développement à Ludwigsburg selon uncycle de contrôle défini dans le véhicule au sein d’une cellulefrigorifique avec un banc d’essai à rouleaux.

Les bougies de qualité d'origine BERU sont fabriquées dans desusines propres sur des installations de fabrication commandéespar ordinateur – de la préparation de la céramique pour la fa-brication des isolateurs en oxyde d'aluminium de haute qualitéjusqu'au montage de la bague d'étanchéité extérieure.

Les caractéristiques de démarrage àfroid des bougies d’allumage sonttestées sur le banc d’essai à deux axesdans le centre de recherche et de déve-loppement BERU à Ludwigsburg.

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Contrôle d'isolateur sous 40 000volts : Sur banc d'essai, les bou-gies d'allumage BERU doiventfaire preuve de leur fiabilitéavant le lancement de la fabri-cation en série.

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Fabrication des bougies d’allumage

Que ce soit par circulation intermittente ou sur longs trajetsd'autoroute, par un froid de canard ou sous la chaleur estivale– une bougie d'allumage BERU doit toujours fonctionner. Afin de répondre aux exigences de qualité élevées, les bougiesd'allumage BERU sont soumises à différents tests lors du déve-loppement et après la production.

La qualité est la condition numéro un pour faire face à la concur-rence internationale. Les usines du groupe BERU sont certifiéesselon des normes de qualité valables dans le monde entier tellesque par exemple DIN ISO 9001:2000. En Allemagne, elles respec-tent en outre les exigences selon ISO/TS16949 et la norme DIN ENISO 14001. Les certificats sont régulièrement renouvelés et sontconformes à la version la plus récente.

Quelque dix pour cent de tous les collaborateurs de BERU sontactifs dans le domaine de l'assurance qualité. Un principe de laphilosophie de qualité de BERU est : surveillance de la produc-tion plutôt que contrôle du produit. La qualité doit en effet êtrefabriquée et non pas contrôlée. Ce faisant, BERU mise sur descollaborateurs qualifiés et des procédés ultra modernes, assistéspar ordinateur. Seuls eux garantissent que les caractéristiquespromises au client seront également respectées de manière fiablepour chaque bougie. Cependant, l'assurance qualité commencedéjà au moment de la sélection de nos propres fournisseurs etmatériaux : des partenaires fiables et les meilleures matièrespremières sont des conditions de base pour une qualité sanscompromis.

BERU fait partie au niveau international des principaux fournis-seurs de matériel électrique automobile. En tant qu'entreprise detaille moyenne, BERU est flexible et capable de réagir rapidementlorsqu'il s'agit de transposer dans la pratique les souhaits desclients. Quelque 150 développeurs et concepteurs travaillent àl'optimisation permanente des produits existants et au dévelop-pement d'innovations – en contact étroit avec les fabricants devéhicules et de moteurs. Des applications spéciales, spécialementadaptées aux partenaires de BERU, assurent aux constructeursde véhicules des produits qui sont taillés sur mesure pour leursbesoins. De plus en plus, BERU propose pour cette raison dessolutions système complètes au lieu de composants individuels.

Tests de dureté BERU

Normes de qualité BERU

Services de BERU

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Les bougies d'allumage sont des piècesd'usure qui doivent être régulièrementremplacées. Sinon, il y a risque decombustion incomplète. La consomma-tion de carburant et les émissions depolluants augmentent alors fortement.Suite à des ratés d'allumage, du car-burant imbrûlé parvient en outre dansle catalyseur, y est brûlé et chauffe le support de catalyseur. Si les ratés d'allumage se multiplient, le catalyseurpeut être entièrement détruit – et lesémissions de polluants peuvent êtredécuplées : Le contrôle des effluentsgazeux prescrit légalement ne peutalors plus être satisfait.

Si on considère qu'un jeu complet debougies est déjà disponible à partir de12 euros en fonction du nombre decylindres et du type de bougie, qu'unremplacement de catalyseur coûtecependant au moins 800 euros, on voitclairement l'importance d'un contrôlerégulier des bougies et de les remplaceren temps utile.

De manière générale, on a : Indépen-damment du kilométrage annuel, lesbougies d'allumage devraient êtreremplacées au plus tard tous les 2 ans– afin de préserver la puissance dumoteur et de protéger le catalyseur.

1 | Banc d'essai pour test de durabi-lité

2 | Regard sur la chambre froide ducentre de recherche et de déve-loppement de BERU : Test ducomportement de démarrage àfroid dans la cellule frigorifique à -30 °C.

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BERU AGMörikestraße 15571636 LudwigsburgTel: +49-7141-132-366Fax: +49-7141-132-760E-Mail: info@beru.dewww.beru.com

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