Allumage

Le rôle de l'allumage consiste à enflammer, à l'instant voulu, le mélange air-carburant comprimé et à amorcer ainsi une combustion selon une étincelle électrique.
La fiabilité du système d'allumage, quelle que soient les conditions de fonctionnement est impératif pour assurer le parfait fonctionnement du catalyseur. Des ratés d'allumage entraînent la détérioration, voire la destruction du catalyseur en raison de la surchauffe induite par la post-combustion du mélange imbrûlé.

Inflammation du mélange

Dans le cas d'un mélange air-carburant de rapport stoechiométrique, une énergie de 0,2 mJ est nécessaire à chaque allumage du mélange par des étincelles électriques.
Les mélanges riches et pauvres nécessitent plus de 3 mJ. L'allumage ne se fait pas si l'energie disponible n'est pas suffisante, car le mélange ne peut s'enflammer et des ratés d'allumage apparaissent.
En outre, l'allumage est favorisé par une bonne préparation du mélange et sa facilité d'accès à l'étincelle, de même que par une longue durée et une grande longueur d'étincelle ou un écart important entre les électrodes.

Génération de l'étincelle d'allumage

Une étincelle ne peut se propager d'une électrode à une l'autre qu'en présence d'une haute tension suffisante. Au point d'allumage, la tension qui règne aux électrodes de la bougie, augmente subitement de zéro jusqu'à la tension d'éclatement (tension d'allumage).
Dès que l'étincelle jaillit, la tension à la bougie retombe au niveau de la tension de combustion. Lorsque l'étincelle s'éteint la tension s'annule sous forme d'oscillations amorties.

Dans le cas d'allumage par batterie, le haute tension nécessaire à l'éclatement de l'étincelle est générée par une bobine d'allumage. Celle-ci est conçue de telle sorte que la haute tension disponible soit nettement supérieure au besoin en tension maximum de la bougie, la haute tension disponible est comprise entre 25 et 30 kV pour une énergie de 60 à 120 mJ accumulée dans la bobine.

Point d'allumage et correction

Environ 2 millisecondes s'écoulent entre l'inflammation du mélange et sa combustion complète. La durée de combustion du mélange est constante pour un rapport air/carburant invariable. C'est pourquoi l'étincelle doit éclater suffisamment tôt pour que la pression de combustion soit optimale; quelles que soit les conditions de fonctionnement du moteur.
Le point d'allumage est défini selon la position du vilbrequin par rapport au point mort haut (PMH), et on l'exprime en degré d'angle avant PMH. Un décalage du point d'allumage vers le PMH constitue un retard à l'allumage, un décalage dans le sens contraire correspond à une correction dans le sens avance.

Le point d'allumage doit être choisi pour pouvoir répondre aux exigences suivantes:

Toutefois, ces exigences ne peuvent être satisfaites simultanément: il convient de trouver un compromis en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. L'adapation de base du point d'allumage aux conditions de instantaenées de fonctionnement du moteur est assuré par des dispositifs d'avance à l'allumage intervenant en fonction du régime et de la charge.
La forte compression du mélange, appréciée aujourd'hui dans un moteur à explosion, comporte un risque de cliquetis nettement plus élevé que les rapports volumétriques adoptés par le passé.

Le phénomène du cliquetis

Le cliquetis provient de la combustion brusque de particules du mélange, lesquelles ne sont pas encore atteintes par le front de flamme émanant de l'allumage par étincelle. Dans ce cas, le point d'allumage est trop décalé dans le sens avance.
La combustion détonante se traduit par une augmentation de la température dans la chambre de combustion, susceptible de provoquer un auto-allumage, et par une forte montée de la pression. La combustion brusque engendre des ondes de pression qui se superposent à l'évolution normale de la pression.

On distingue 2 types de cliquetis:

Le cliquetis à haut régime est un paramètre particulièrement critique pour le moteur. Les bruits du moteur ne permettent pas d'entendre le cliquetis à haut régime.