Unité de bobines multiples sur bougie - Comparaison entre les conducteurs primaire (entre tension et courant) et secondaire

Comment raccorder l’oscilloscope en cours d’essai : tension et courant de conducteurs primaire et secondaire de bobines multiples sur bougie, modèle

Certains véhicules sont équipés d'un système d'allumage sans distributeur, où les bobines sont combinées dans une unité de bobines sur bougie qui est installée directement au-dessus des bougies d'allumage et qui abrite le système d’allumage de bobine. Ce système a été souvent installé sur des moteurs de SAAB ainsi que certains moteurs de Vauxhall, Peugeot et d’autres, comme l’illustre la Figure 1 ci-dessous.

1. Débranchez la prise multiple de l’unité de bobines sur bougie.
2. Retirez l'unité de bobines sur bougie du moteur.
3. À l'aide des câbles de rallonge PP339 COP, raccordez toutes les sorties de bobines aux bougies d'allumage, comme l’illustrent les Figures 2 et 3.Remarque : le kit avancé est fourni avec 4 de ces câbles. Pour des véhicules avec plus de 4 cylindres, comme les Saab, vous pouvez acheter des câbles supplémentaires, mais vous ne pouvez en tester que jusqu'à 4 en même temps si vous utilisez un oscilloscope à 4 canaux.
4. Une fois que tous les câbles de rallonge COP ont été installés, raccordez la prise multiple sur l’unité de bobines sur bougie à l’aide de câbles de dérivation appropriés, comme l’illustrent les Figures 2 et 3.
5. Branchez une extrémité du câble de mise à la terre fourni avec les câbles de rallonge PP339 COP à l’orifice de montage de l'unité COP à l’aide de l’écrou et du boulon fournis.
6. Reliez l'autre extrémité à un point de la terre adapté, par exemple, le point de montage de l'unité COP sur le moteur, comme l’illustre la Figure 2. Cela permet de maintenir le retour par la terre de la bobine dans le bloc de bobinage et une conduction sûre de toute étincelle à la terre, pour protéger l’utilisateur et l'équipement.

Canal A - Conducteur primaire (commutation numérique)

1. Branchez un câble d’essai BNC de 4 mm dans le canal A de l’oscilloscope.
2. Raccordez la fiche colorée (positif) du câble d’essai dans l’adaptateur de 4 mm sur le câble de dérivation qui transporte le signal du conducteur primaire (commutateur numérique) vers l’unité de bobines.
3. Installez la pince dauphin noire sur la fiche noire depuis le câble d’essai et raccordez-la à la borne négative de la batterie ou à un point de masse approprié sur le moteur, comme l’illustrent les Figures 2 et 3.

Canal B - Allumage secondaire

1. Raccordez un contacteur d’allumage secondaire PP178 dans le canal B du PicoScope.
2. Branchez la pince de contacteur d’allumage secondaire au câble de rallonge HT et raccordez la pince de terre à un point de terre adapté sur le moteur ou le châssis, comme l’illustrent les Figures 2 et 3.

Canal C - Courant du conducteur primaire (appelé depuis le câble de tension d'alimentation)

1. Branchez une pince ampèremétrique de 60/20 A dans le canal C de l’oscilloscope.
2. Positionnez la pince sur le même câble que celui qui est utilisé pour le signal de tension d'alimentation, comme l’illustrent les Figures 2 et 3.
3. Appuyez sur le bouton zéro de la pince pour vous assurer que la pince est remise à zéro.

Avec le moteur en marche, un modèle similaire à l'exemple ci-dessous devrait s’afficher à l'écran.

Si une forme d'onde secondaire n'est pas visible, alors cela peut provenir du fait que la sortie est à déclenchement positif. Si le contact d’allumage HT est déplacé vers un autre câble de rallonge HT, la forme d'onde devrait s’afficher. Vous pouvez également modifier les paramètres pour observer une bobine à déclenchement positif en sélectionnant le réglage pour le canal B et en changeant la sonde de « sonde d’allumage secondaire (inversée) » à la « sonde d’allumage secondaire (pos) », comme l’illustre la Figure 4.

Sur un moteur à 4 cylindres avec ce type de système d'allumage, il est fréquent d'avoir 2 sorties à déclenchement négatif et 2 sorties à déclenchement positif.

Exemple de formes d’ondes

Remarques sur la forme d’onde

Forme d'onde primaire

Canal A - Commutateur numérique du conducteur primaire

Le signal basse tension (BT) bascule entre 0 V et environ 5 V. Lorsque le signal de déclenchement s’élève, il active la bobine. Quand la tension revient à zéro, le courant dans l’enroulement primaire de la bobine se désactive, le flux magnétique autour de l’enroulement chute, ce qui induit une tension dans le circuit secondaire, et la tension HT de la bobine est générée. Les points d’activation (de zéro V à 5 volts) et de désactivation (de 5 volts à zéro V) sont déterminés par module de commande électronique (ECM) du véhicule. Cet intervalle entre ces événements s’appelle la durée d’angle de contact ou la durée de saturation. La durée d’angle de contact sur un moteur équipé d’un allumage électronique est contrôlée par le circuit limiteur de courant dans l’amplificateur ou l’ECM.

Canal C - Courant de conducteur primaire

L’exemple de forme d'onde présente le circuit limiteur de courant en fonctionnement. Le courant dans le circuit primaire s'active au début de la période d’angle de contact et monte ensuite jusqu'à approximativement 10 ampères. Il reste alors constant pendant une courte période et est libéré au moment de l'allumage. La durée entre le point d’activation initial et le moment où le courant est libéré dépend de la vitesse du moteur. Plus la vitesse du moteur est faible, plus l’augmentation est rapide ; ensuite, l’augmentation se prolonge avec la hausse des révolutions du moteur.

Forme d'onde secondaire

L'exemple de forme d'onde présente une image type d'un moteur équipé d'un allumage électronique. La forme d'onde a été tirée de l'unité de bobines sur bougie sur le moteur Vectra Z22SE.

La forme d'onde secondaire présente la durée pendant laquelle le courant HT circule à travers l'électrode de la bougie d’allumage après la crête de tension initiale nécessaire entre les électrodes de bougie. Cette durée s’appelle le « temps de combustion » ou la « durée d’allumage ». Dans l'illustration, la ligne de tension horizontale au centre de l'oscilloscope a une tension relativement constante, mais tombe ensuite de manière abrupte dans ce que l’on appelle la période d’« oscillation de bobine ». Le « temps de combustion » est également illustré dans la Figure 5.

La période d'oscillation de bobine (comme l’illustre la Figure 6) doit afficher au minimum 4 crêtes (supérieures et inférieures). Une perte de crête indique que la bobine doit être remplacée. La période entre l'oscillation de la bobine et la « chute » suivante survient lorsque la bobine est au repos et qu’il n'y a pas de tension dans le circuit secondaire de la bobine. La « chute » est désignée par « crête de polarité négative » (comme l’illustre la Figure 7) et produit une petite oscillation dans la direction opposée à la tension d’allumage de bougie. Cela est dû à l’activation initiale du courant primaire de la bobine. La tension dans la bobine n’est libérée qu’au point correct d'allumage, quand le courant d’allumage HT enflamme le mélange air/carburant.

La tension d’allumage de bougie est la tension nécessaire pour sauter l’écart au niveau de l'électrode de la bougie, couramment appelée la « tension de bougie ». Ceci est illustré dans la Figure 8. Dans cet exemple, la tension de bougie est de 13,5 kV.

Informations techniques

Le fonctionnement de l’unité de bobines sur bougie est, pour l’essentiel, le même que pour tout autre système d'allumage.

Les systèmes d’allumage sans distributeur ne sont installés que sur des véhicules comportant un nombre pair de cylindres, comme 2, 4, 6 ou 8. C'est parce que deux cylindres sont raccordés à une bobine qui peut produire une étincelle vers les deux cylindres en même temps. C’est ce qu’on appelle couramment un « système à étincelle perdue ». Les deux bougies d’allumage sont disposées de sorte qu’une bougie d’allumage est déclenchée lors de la course de combustion du moteur et l'autre est déclenchée lors de la course d'échappement du cylindre opposé, avec un décalage de 360 degrés. Après une révolution complète du moteur, les deux cylindres sont ensuite aux courses opposées et les deux bougies d’allumage se déclenchent à nouveau, mais avec des rôles opposés par rapport à ceux d’avant.

Sur un moteur à quatre cylindres, il y a 2 bobines avec des conducteurs individuels qui tendent à opérer les cylindres 1 et 4, et 2 et 3. Autrement dit, il y a une étincelle double tous les 180 degrés, où l’une de ces étincelles est perdue lors d’une course d'échappement du cylindre opposé, qui est déclenché lors de la course de combustion.

La seule différence réelle entre la bobine sur bougie et d'autres systèmes d'allumage est que chaque bobine sur bougie est montée directement sur la bougie d’allumage, et donc la tension va directement aux électrodes de bougie, sans avoir à passer par un distributeur ou des câbles de bougie. Cette méthode de raccordement direct offre l'étincelle la plus forte qui soit et améliore la durabilité du système d'allumage.

Informations techniques sur les bobines

Conducteur primaire - Signal de commutation numérique

Les points d’activation (de zéro V à 5 volts) et de désactivation (de 5 volts à zéro V) de la bobine sont déterminés par module de commande électronique (ECM) du véhicule. La durée entre ces points s’appelle la durée d’angle de contact ou la durée de saturation de la bobine. La durée d’angle de contact sur un moteur équipé d’un allumage électronique est contrôlée par le circuit limiteur de courant dans l’amplificateur ou l’ECM.

Sous tension

Autrefois, la tension d'alimentation était présente dès que l'interrupteur d'allumage était réglé sur la position « marche ». Toutefois, les systèmes modernes ne fournissent pas d’alimentation avant que la clé ne soit tournée à la position de « démarrage » et que le moteur ne tourne. Un simple défaut, comme un capteur d’angle de une manivelle de non-fonctionnement capteur d'angle de vilebrequin inopérationnel, peut entraîner une perte de tension d'alimentation, tout simplement parce que les circuits de commande électronique ne reconnaissent pas que le moteur tourne.

Terre

La prise de terre est indispensable au fonctionnement d'un circuit électrique dans un moteur. Lorsque le courant augmente dans un circuit électrique, la chute de tension est plus importante. Un circuit de retour par la terre ne peut être testé que lorsque le circuit est sous charge, et donc un simple essai de la continuité à la terre avec un multimètre est inexact. Le circuit primaire de la bobine n’est complet que pendant la période de l’angle de contact, la chute de tension doit être surveillée au cours de cette période. L’augmentation de la tension sur le signal de mise à la terre ne doit pas dépasser 0,5 volt. Plus la forme d’onde est plate, mieux c’est : une forme d’onde pratiquement sans augmentation indique que la mise à la terre de l’amplificateur/du module est parfaite. Si l’augmentation est trop élevée, les prises de terre doivent être analysées pour identifier la connexion fautive.

Conducteur primaire - Courant

L’exemple de forme d'onde présente le circuit limiteur de courant en fonctionnement. Le courant dans le circuit primaire s'active au début de la période d’angle de contact, s'élève à environ 10 ampères et reste constant jusqu'à ce qu'il soit libéré au moment de l’allumage.

Quand la vitesse du moteur augmenter, l’angle de contact s’étend plus maintenir un temps constant de saturation de bobine et donc une énergie constante. Il est possible de mesurer le temps de saturation de bobine en plaçant une échelle de temps au début de la période d’angle de contact et l'autre, à la fin de la hausse du courant. La distance entre les échelles reste exactement la même, quelle que soit la vitesse du moteur.

AT193-3(FR)