Procédures générales – Contrôle des bougies d'allumage

Inspection

Non utilisée

1. • Une bougie d'allumage non utilisée doit avoir un aspect très propre, avec un revêtement de nickel propre sur le filetage et sur l'électrode de masse. La surface de l'isolant céramique de l'électrode centrale est souvent mate ou terne et de couleur blanc pur. L'isolant principal extérieur est souvent en céramique blanche polie, avec les marquages estampés correspondants. Certaines bougies ont un corps lisse, d'autres un isolant nervuré. Les bougies Ford utilisent presque toujours un isolant nervuré avec des sommets de nervures émaillés bleus. Le traitement anti-encrassement à l'huile de silicone, utilisé sur toutes les bougies Ford, peut être de couleur rose. Certains fournisseurs utilisent cette couleur pour indiquer que l'huile de silicone a été appliquée.
   • Aucune action corrective n'est requise.

Combustion normale

2. • Une bougie d'allumage à combustion normale présente souvent une couleur blanche ou légèrement différente du blanc (brun ou gris clair) au centre de l'électrode, ainsi qu'une électrode de masse propre ou légèrement décolorée.
   • Aucune action corrective n'est requise.

Encrassement carboné

3. • L'encrassement carboné peut provoquer des ratés d'allumage du moteur. Lorsque la suie formée par une combustion incomplète adhère à la surface de l'isolant de l'électrode centrale, la rigidité diélectrique de l'isolant et la résistance de shunt ou d'isolement sont altérées. Si le dépôt de carbone sur l'électrode centrale et la surface de l'isolant est suffisant, le chemin de conduction principal peut passer de la production d'étincelle à un court-circuit à travers les dépôts carbonés. Ce phénomène est aussi appelé fuite d'étincelle. À cause du court-circuit provoqué par l'encrassement, la tension disponible appliquée à la pointe de l'électrode centrale diminue jusqu'à ce que l'étincelle n'enflamme plus le mélange et que des ratés apparaissent. Un choix correct de la plage thermique est nécessaire pour éviter un encrassement prématuré. Même avec une plage thermique correcte, évitez les démarrages à froid excessifs et/ou le ralenti prolongé à température moteur froide sans cycle de chauffe. Pour assurer un auto-nettoyage correct, chauffez impérativement la bougie avec un cycle de conduite à charge moyenne. La température de fonctionnement normale d'une bougie peut atteindre 450-850 °C (842-1562°F). À cette température, le carbone brûle pendant la combustion et la bougie se nettoie automatiquement.
   • Un cycle de conduite suffisamment long à régime suffisant peut nettoyer les bougies de l'encrassement carboné (par exemple : 4 miles à 3000 tr/min).
   • Si cela n'a pas aidé, installez de nouvelles bougies d'allumage.

Encrassement au plomb et érosion

4. • L'encrassement au plomb peut se produire dans les moteurs utilisant de l'essence au plomb. Sur les moteurs modernes, ce mode de défaillance est rare, car le TEL (tétraéthyle de plomb) a été retiré de la vente au public comme carburant dans les stations-service depuis longtemps. L'encrassement au plomb peut se produire dans les moteurs de course à haut taux de compression et, dans certains cas limités, dans les applications aéronautiques. Les bougies ayant fonctionné en présence de plomb se reconnaissent généralement à l'isolant de l'électrode centrale teinté de jaune-brun, et peuvent provoquer des ratés du moteur à haut régime et forte charge. De plus, les électrodes de masse sont souvent usées dans les moteurs alimentés à l'essence au plomb pendant une longue période. Ce mode de défaillance est dû à la tendance des composés du plomb à réagir chimiquement avec les matériaux en nickel des électrodes à haute température. Ces réactions chimiques provoquent souvent une fragilité accrue et une réduction de la résistance du matériau de l'électrode de masse.
   • Avertissez le client d'éviter l'utilisation d'essence au plomb et/ou d'additifs augmentant l'indice d'octane.
   • Inspectez le capteur CMS (capteur de contrôle du catalyseur) et le capteur HO2S pour détecter des signes de contamination au plomb.
   • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Encrassement humide par liquide de refroidissement/huile

5. • L'encrassement humide se produit le plus souvent à cause d'un excès de carburant, d'huile ou de liquide de refroidissement dans la chambre de combustion pendant le fonctionnement. Les bougies encrassées humides provoquent souvent des démarrages difficiles et des ratés. Une bougie encrassée humide indique souvent des problèmes mécaniques supplémentaires dans le moteur, comme un joint de culasse endommagé, une fuite d'huile au niveau des segments de piston ou une fuite dans le mécanisme de distribution. Dans certains cas, les autres causes peuvent être une faible compression, une fuite de dépression, une avance d'allumage excessive ou une plage thermique de bougie inadaptée. La cause principale des ratés est le chemin à faible résistance créé par les dépôts d'huile, de carburant ou de liquide de refroidissement. Les matériaux humides fournissent un chemin de moindre résistance pour la fuite de l'étincelle depuis l'électrode centrale haute tension vers la masse. Une conduite prolongée avec une fuite de liquide de refroidissement peut provoquer l'encrassement de la bougie.
   • Vérifiez la présence de dépôts noirs humides sur l'isolant et les électrodes de la bougie, causés par un excès d'huile dans la chambre de combustion dû à des segments et des pistons usés, à un jeu excessif entre la soupape et son guide, ou à des paliers usés ou desserrés.
   • Corrigez la fuite de liquide de refroidissement ou d'huile.
   • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Accumulation de dépôts

6. • La présence de dépôts sur la bougie peut indiquer une fuite d'huile ou un carburant de mauvaise qualité. Souvent, ces dépôts cendreux provoquent des ratés en créant un chemin à faible résistance entre l'électrode centrale et la masse.
   • Si nécessaire, réparez la fuite d'huile.
   • Informez le client d'une éventuelle mauvaise qualité du carburant.
   • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Érosion/corrosion/oxydation anormale

7. • L'érosion, la corrosion ou l'oxydation de la bougie d'allumage est souvent causée par l'essence au plomb, qui réagit avec les matériaux des électrodes (voir Encrassement au plomb). Ces symptômes se manifestent par des cratères, des électrodes fissurées ou érodées, et parfois par une couche verte vitrifiée si l'oxydation du cuivre est importante. Ces états entraînent un écartement de bougie augmenté et irrégulier ainsi que de mauvaises performances. Plus récemment, l'utilisation de mélanges de carburant à base d'éthanol E85 (85 % d'éthanol) peut provoquer cet état d'oxydation. Le choix de la plage thermique pour les applications E85 est généralement d'un cran plus froid, en raison de l'avance à l'allumage supplémentaire utilisée pour compenser la perte de performance. Des températures de pointe plus élevées, combinées à un cyclage thermique rapide à la surface de l'électrode, provoquent des fissures superficielles et une éventuelle corrosion due à l'oxydation.
   • Assurez-vous que l'E85 n'est pas utilisé dans un véhicule non conçu pour l'E85 (véhicule à carburant variable).
   • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Rupture de l'électrode de masse

8. • La rupture de l'électrode de masse peut être causée par un allumage prématuré ou toute autre charge de choc excessive. La rupture de l'électrode de masse peut être causée par un calage d'allumage incorrect, un type de carburant incorrect ou l'installation non autorisée d'un insert filleté Heli-Coil à faible conductivité thermique à la place du filetage de la bougie.
   • Vérifiez l'alimentation en carburant et l'avance à l'allumage.
   • Confirmez la plage thermique correcte des bougies d'allumage.
   • Assurez-vous que les filetages de la culasse n'ont pas été réparés à l'aide d'un kit de réparation de filetage Heli-Coil.
   • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Encrassement au MMT (encrassement à chaud)

9. • Le MMT (tricarbonyle de méthylcyclopentadiényl manganèse) est souvent utilisé comme additif d'indice d'octane, en association avec un carburant de mauvaise qualité, pour amener l'indice d'octane à des limites acceptables. Si des niveaux excessifs de Mn (manganèse) sont présents dans le carburant pendant la combustion, les dépôts de manganèse peuvent encrasser la chambre de combustion, les catalyseurs et les bougies d'allumage. Le Mn à des concentrations plus élevées peut provoquer un allumage prématuré et des ratés d'allumage du moteur. Les dépôts de Mn deviennent conducteurs lorsque la surface dépasse ~550 °C (1022 °F). C'est pourquoi ce mode de défaillance est appelé « encrassement à chaud ». Encrassement de la bougie. En raison de la teneur élevée en manganèse du MMT, un dépôt rougeâtre est présent sur l'isolateur de la bougie d'allumage et sur les électrodes latérales. Ce revêtement rougeâtre est souvent recouvert d'un dépôt de calamine si la bougie a des ratés d'allumage.
   • Conseillez au client d'éviter l'utilisation d'essence au plomb et/ou d'additifs augmentant l'indice d'octane.
   • Inspectez le CMS et les HO2S pour détecter tout dommage causé par le MMT.
   • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Encrassement au ferrocène (encrassement à chaud)

10. • Le ferrocène (métallocène) est un composé organométallique souvent utilisé à la place du MMT comme additif d'indice d'octane. Il présente lui-même une couleur orange vif en surface. Si le ferrocène est présent en quantité excessive dans le carburant pendant la combustion, ses dépôts peuvent encrasser la chambre de combustion, les catalyseurs et les bougies d'allumage. Les dépôts deviennent conducteurs lorsque la température de surface dépasse ~450 °C. C'est pourquoi ce mode de défaillance est appelé encrassement à chaud. Le ferrocène à des concentrations plus élevées peut provoquer un allumage prématuré et des ratés d'allumage du moteur.
    • Informez le client qu'il ne doit pas utiliser d'essence au plomb et/ou d'additif augmentant l'indice d'octane. Demandez-lui d'arrêter.
    • Inspectez le CMS et le capteur d'oxygène HO2S pour détecter tout dommage causé par le ferrocène.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Surchauffe et fusion des électrodes

11. • Les symptômes de surchauffe comprennent des taches blanches ou gris clair et un aspect bleuté brûlé des électrodes. Ils sont causés par une surchauffe du moteur, un type de carburant incorrect, des bougies mal serrées, une bougie de degré thermique incorrect, une pression de pompe à carburant basse ou une avance à l'allumage incorrecte. Des dépôts fondus apparaissent sous forme de dépôts en fusion ou tachetés, ressemblant à des bulles ou des cloques, et indiquent une accélération soudaine.
    • Vérifiez l'alimentation en carburant et l'avance à l'allumage.
    • Confirmez la plage thermique correcte des bougies d'allumage.
    • Vérifiez l'absence de fuites et d'obstructions dans le circuit de refroidissement, ainsi que le bon fonctionnement de la pompe à eau.
    • Réparez le circuit de refroidissement et complétez le niveau de liquide de refroidissement si nécessaire.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Dommage et rupture de l'isolateur

12. • La rupture de l'isolateur de l'électrode centrale est souvent causée par un choc thermique soudain dû à un chauffage ou un refroidissement rapide. Elle peut également être provoquée par une charge mécanique d'origine externe (chute), ou même par des événements de pré-allumage, lorsque la charge latérale due aux ondes de choc de pression de combustion est suffisamment forte pour briser la céramique de l'isolateur. Les bougies à plage thermique plus chaude ont une durée de vie plus longue de l'isolateur, afin de réduire le risque d'encrassement de la bougie, mais elles sont aussi plus fragiles face à la rupture lors d'un pré-allumage à basse vitesse, en raison de l'augmentation du bras de moment de flexion. La migration d'huile ou d'oxyde de soufre entre l'électrode centrale et le diamètre intérieur de l'isolateur peut générer une force interne suffisante pour former une fissure en forme de U. Voir la section Migration du sodium/de l'huile pour plus de détails sur ce mode de défaillance.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Migration du sodium/de l'huile

13. • En cas de migration d'huile, la vapeur d'huile est aspirée dans la chambre de combustion pendant la admission de la charge. Pour un cylindre désactivé, les soupapes restent fermées et l'huile présente dans la chambre ne peut pas brûler. Le brouillard d'huile adhère aux surfaces de la bougie et à l'huile. Il pénètre dans l'espace entre l'isolant et l'électrode centrale par capillarité. Lors de la réactivation du cylindre, l'huile située près de la surface brûle, formant des dépôts de carbone (suie) dans l'espace de l'entrefer en raison d'une combustion incomplète. Pendant le réchauffement de la bougie, l'électrode centrale se dilate thermiquement beaucoup plus rapidement que l'isolant, créant une contrainte de compression dans l'électrode centrale et une contrainte de traction sur la face externe de l'isolant d'électrode. Ces contraintes peuvent provoquer la rupture de l'isolant céramique si elles sont suffisamment élevées. En cas de migration de sodium, du sulfate de sodium se forme pendant la combustion et des dépôts se forment dans l'espace entre l'électrode centrale et l'isolant. La source du sulfate de sodium est actuellement inconnue, bien que l'on pense qu'il provient du carburant E100. Cette théorie suggère que la défaillance est causée par un pontage électrode/isolant, où l'électrode et l'isolant sont mécaniquement liés par le sulfate de sodium. Lors du refroidissement, l'électrode se contracte et son diamètre augmente, pressant (par l'intermédiaire du sulfate de sodium) sur l'isolant et provoquant une défaillance de la même manière que la migration d'huile.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Pontage

14. • Un court-circuit de l'entrefer de la bougie se produit souvent à cause de gouttelettes de carburant présentes dans l'entrefer lorsque l'étincelle est produite. L'étincelle traverse la gouttelette de carburant et laisse derrière elle une fibre de carbone. D'autres facteurs incluent l'accumulation de dépôts sur la surface de l'électrode, indiquant une contamination par du carbone ou de l'huile. Souvent, cet état peut apparaître après de nombreux cycles à charge faible et moyenne. Des dépôts de carbone présents dans la chambre de combustion peuvent se détacher lors d'une forte sollicitation soudaine, se coincer dans l'entrefer de la bougie et provoquer un court-circuit complet vers la masse.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.
    • Après avoir roulé de 4 à 10 miles à 3000 tr/min, la bougie atteindra sa température d'autonettoyage.

Fissures dues à la clé

15. • Les fissures dues à la rupture de la clé se produisent généralement soit à cause d'une charge latérale, soit à cause d'un couple appliqué avec une douille de mauvaise dimension. Une charge par impact peut et provoque souvent la fissuration de l'enveloppe isolante. La porcelaine est très fragile et présente une résistance à la traction très faible. La direction de la force est souvent facile à déterminer, car la céramique se fissure généralement verticalement (bien que généralement asymétriquement par rapport à l'axe central).
    • Évitez d'utiliser autre chose qu'une douille pour bougie et des outils à main afin de mieux prévenir ces fissures.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Cheminement/Amorçage

16. • Les traces de cheminement sont des marques laissées après une décharge à haute tension de l'électrode vers la masse, passant par autre chose que l'entrefer à l'extrémité de la bougie. Le plus souvent, ces décharges se produisent le long de l'isolant principal (sous/à côté de la gaine) et sur l'isolant de l'électrode centrale. Ces décharges brûlent généralement la céramique en porcelaine et laissent un indicateur visuel brun brûlé. Sur la première photo, une grande tache brune de brûlure est visible. Sur la deuxième photo en haut, des traces de cheminement sont visibles le long de chaque nervure. Sur la deuxième photo en bas, qui montre un cas typique d'encrassement, des traces de cheminement sont présentes le long de l'isolant de l'électrode centrale primaire, le courant d'étincelle ayant suivi l'isolant jusqu'à sauter latéralement vers l'enveloppe métallique.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.
    • Installez un nouveau capuchon de bobine d'allumage (si la trace se situe au-dessus de l'hexagone).
    • Si la trace de cheminement est présente au-dessus de l'hexagone, les deux pièces mentionnées ci-dessus doivent être remplacées simultanément, car la trace est présente sur les deux composants. Si une seule pièce est remplacée, le problème persiste et un nouveau retour au garage est très probable.

Tache de couronne

17. • La tache brune située près de la jonction de l'isolant avec l'enveloppe métallique de la bougie est souvent appelée tache de couronne. Elle se forme lorsque des particules d'huile présentes dans l'air près du moteur adhèrent à la surface de l'isolant. La décharge couronne se produit lorsqu'une haute tension appliquée au conducteur au sommet de la bougie provoque le claquage de l'isolation dans l'entrefer d'air entre l'isolant et l'enveloppe métallique. La tache de couronne n'affecte pas le fonctionnement de la bougie. Dans le coin supérieur droit de la photo, des traces de cheminement sont visibles, indiquant un amorçage sur les nervures, mais elles s'arrêtent dès que la coloration due à la décharge couronne est atteinte. Cela suggère que la tache de couronne ne conduit pas le courant, même en présence de hautes tensions en fonctionnement normal. La photo en bas à droite montre une tache de couronne sur la face interne de la gaine.
    • Aucune action corrective n'est nécessaire en présence d'une tache de couronne uniquement.

Flexion/rupture de l'électrode centrale due à des événements de pré-allumage (Rattler)

18. • Lors d'événements extrêmes de pré-allumage, l'onde de choc se propageant dans la chambre de combustion peut plier l'électrode centrale et briser l'isolant en porcelaine de l'électrode centrale. Dans ces conditions extrêmes, un « Rattler » peut se former lorsque l'isolant de l'électrode centrale se détache de la bougie et fait du bruit sous l'effet des vibrations. Sur la photo principale, l'électrode centrale pliée est mise en évidence, la photo secondaire du haut montre la surface de rupture de l'isolant cassé, et la photo secondaire du bas montre la bougie dont l'isolant de l'électrode centrale est détaché.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.

Corrosion (dommages dus à l'eau)

19. • La corrosion détectée sur le filetage ou la partie filetée peut indiquer que la bougie d'allumage a été exposée à l'humidité et à la chaleur. Cet état se produit souvent lorsque de l'eau a pénétré dans les joints du tube de bougie et dans le puits de bougie. Très souvent, cette bougie corrodée présente également des ratés d'allumage (car l'eau crée un chemin à faible résistance entre la bobine haute tension et la masse), et la zone de la chambre de combustion (électrode centrale et électrode de masse) est souvent fortement encrassée de calamine.
    • Vérifiez la source de la pénétration d'eau et réparez-la si nécessaire.
    • Installez de nouvelles bougies d'allumage.
    • Installez la nouvelle bobine d'allumage et le capuchon en tant qu'ensemble.
    • Conseillez au client d'éviter que des projections d'eau n'atteignent directement les cache-bobines.