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BOBINE D'ALLUMAGE

Vous trouverez ici des connaissances de base utiles et de précieux conseils sur le thème des bobines d'allumage des véhicules.

La bobine d'allumage génère la haute tension nécessaire pour allumer le mélange carburant-air des moteurs à essence. Découvrez sur cette page, entre autres, le fonctionnement des bobines d'allumage et les types utilisés dans les modèles de véhicules actuels. De plus, vous trouverez ici de nombreux conseils pratiques pour le diagnostic et le contrôle des bobines d'allumage.

Consigne de sécurité importante
Les informations techniques et les conseils pratiques compilés ci-après ont été rédigés par HELLA afin de fournir une aide professionnelle aux ateliers de la réparation automobile dans le cadre de leurs activités. Toutes les informations mises à disposition sur ce site sont destinées à être exploitées uniquement par des professionnels qualifiés.

 

BOBINE D'ALLUMAGE: PRINCIPES

Le montage d'une bobine d'allumage conventionnelle ressemble pour l'essentiel à celui d'un transformateur. Le rôle de la bobine d'allumage est d'induire une haute tension en partant d'une basse tension. Les composants essentiels en plus du noyau de fer sont l'enroulement primaire, l'enroulement secondaire et les raccords électriques.

 

Le noyau de fer lamellé doit renforcer le rôle du champ magnétique. Un enroulement secondaire fin est posé autour du noyau de fer. Il est composé d'un fil de cuivre isolé d'une épaisseur d'env. 0,05-0,1 mm comptant jusqu'à 50 000 enroulements. L'enroulement primaire est composé d'un fil de cuivre robuste vernis d'env. 0,6-0,9 mm enroulé sur l'enroulement secondaire. La résistance ohmique de la bobine est d'env. 0,2–3,0 Ω côté primaire et d'env. 5–20 kΩ côté secondaire. Le rapport de la spire de l'enroulement primaire et secondaire est de 1:100. Le montage technique peut varier en fonction du domaine d'utilisation de la bobine d'allumage. Les raccordements électriques sont désignés par une bobine d'allumage classique du cylindre avec la borne 15 (alimentation électrique), la borne 1 (rupteur) et la borne 4 (raccord haute tension).

 

L'enroulement primaire est bobiné avec l'enroulement secondaire par un raccordement d'enroulement avec la borne 1. Ce raccord commun est appelé « circuit économiseur » et est utilisé pour simplifier la fabrication de la bobine. Le courant primaire qui circule dans l'enroulement primaire est mis en ou hors circuit par le rupteur. La puissance du courant est déterminée par la résistance de la bobine et par la tension émise à la borne 15. Le sens du courant très rapide provoqué par le rupteur modifie le champ magnétique dans la bobine et induit une impulsion de tension qui est transformée en une impulsion haute tension par l'enroulement secondaire. Cette impulsion arrive par un câble d'allumage à l'éclateur d'une bougie pour enflammer le mélange carburant-air dans un moteur à essence.

 

La puissance de la haute tension induite dépend de la vitesse de changement du champ magnétique, du nombre de spires de la bobine secondaire et de la force du champ magnétique. La tension d'induction d'ouverture de l'enroulement primaire se situe entre 300 et 400 V. La haute tension de la bobine secondaire peut s'élever jusqu'à 40 kV en fonction de la bobine d'allumage.

Bobines d'allumage pour les systèmes d'allumage avec une distribution rotative à haute tension

Les bobines de démarrage du cylindre sont utilisées pour les véhicules avec un distributeur dans les systèmes d'allumages commandés par contact ou par transistor. Le raccord électrique à trois pôles correspond à celui d'une bobine d'allumage classique.

 

Le circuit primaire reçoit l'alimentation en tension par la borne 15. Le rupteur est raccordé à la borne 1 de la bobine d'allumage et alimente l'enroulement primaire avec la masse. Le fil haute tension du distributeur est raccordé à la borne 4. Alors que les bobines d'allumage classiques étaient encore utilisées sur les anciens véhicules, les bobines d'allumage avec des calculateurs intégrés sont aujourd'hui utilisées sur les véhicules avec un allumage à transistor.

Bobines d’allumage à deux sorties

Les bobines d'allumage à deux sorties sont montées sur les systèmes d'allumage avec une distribution haute tension statique. Ces bobines d'allumage sont utilisées pour les moteurs avec un nombre pair de cylindres.

Les enroulements primaire et secondaire de la bobine d'allumage à deux sorties possèdent chacun deux raccords.

 

L'enroulement primaire est raccordé à la borne 15 avec l'alimentation en tension (plus) et à la borne 1 (masse) avec l'étage de sortie de l'allumeur ou du calculateur. L'enroulement secondaire est raccordé avec les sorties (4 et 4a) aux bougies.

 

Avec ces systèmes, deux bougies sont chacune alimentées par une bobine d'allumage haute tension. Étant donné que la bobine d'allumage génère deux étincelles simultanément, une bougie doit se trouver sur le temps moteur du cylindre et l'autre décalée à 360° dans la phase de refoulement.

 

Pour un moteur à quatre cylindres, les cylindres 1 et 4 par exemple et les cylindres 2 et 3 sont respectivement raccordés à une bobine d'allumage. Les bobines d'allumage sont commandées par les étages de puissance d'allumage dans le calculateur. Celui-ci reçoit du capteur de vilebrequin le signal de point mort haut afin de commencer à commander la bonne bobine d'allumage.

Répartition de la haute tension sur les bobines d’allumage à deux sorties

1 Calculateur d'allumage, 2 Bobine d'allumage, 3 Bougie d'allumage

Bobines d'allumage à quatre sorties

Les bobines d'allumage à quatre sorties remplacent deux bobines à deux sorties pour les moteurs à quatre cylindres. Ces bobines possèdent deux enroulements primaires commandés par un étage de sortie du calculateur. Un seul enroulement secondaire est disponible. Deux raccords pour les bougies d'allumage sont disponibles sur leurs deux sorties et sont enclenchées dans le sens contraire par des diodes en cascade.

Répartition de la haute tension sur les bobines d’allumage à quatre sorties

1 Calculateur d'allumage
2 Bobine d'allumage

Bobines d'allumage à une sortie

Pour les systèmes avec des bobines d'allumage à une sortie, chaque cylindre est associé à une bobine d'allumage avec un enroulement primaire et secondaire. Ces bobines d'allumage sont en principe directement montées sur la tête du cylindre au-dessus de la bougie.

 

Ces bobines sont également raccordées avec l'enroulement primaire de la borne 15 (alimentation en tension plus) et à la borne 1 (masse) avec le calculateur. L'enroulement secondaire est raccordé avec la sortie de la borne 4 à la bougie. Si une borne 4b supplémentaire est également disponible, alors ce raccord sera utilisé pour surveiller les ratés d'allumage. La commande s'effectue dans un ordre déterminé par le calculateur.

 

La commutation d'une bobine d'allumage à une sortie correspond à celle d'une bobine classique. Une diode haute tension est utilisée en plus dans le circuit secondaire pour supprimer l'étincelle nécessaire. L'étincelle non voulue produite lors de la mise en circuit de l'enroulement primaire par auto-induction dans l'enroulement secondaire est supprimée par cette diode. Cela est possible étant donné que la tension secondaire de l'étincelle a une polarité inversée comme les étincelles d'allumage. La diode bloque dans cette direction.

 

La deuxième sortie de l'enroulement secondaire est posée sur la masse via la borne 4b pour les bobines à une seule sortie. Une résistance de mesure est montée dans le fil de masse pour la surveillance de l'allumage ; cette résistance représente la baisse de tension qui produit le courant d'amorçage pendant l'amorçage de l'étincelle et sert d'unité de mesure pour le calculateur.

Répartition de la haute tension sur les bobines d’allumage à une sortie

1 Calculateur d'allumage
2 Bougie d'allumage

BOBINE D'ALLUMAGE DÉFECTUEUSE: CAUSE DE DÉFAILLANCE

COURTS-CIRCUITS INTERNES

Surchauffe de la bobine causée par un processus de vieillissement, un module d'allumage endommagé ou un étage de sortie défectueux dans le calculateur.

DÉFAUT DANS L'ALIMENTATION EN TENSION

Par une alimentation en tension trop faible, le temps de charge de la bobine augmente et peut conduire à une usure prématurée ou une surcharge de l'allumeur ou des étages de puissance dans le calculateur. Un câblage défectueux ou une batterie faible peuvent en être la cause.

ENDOMMAGEMENTS MÉCANIQUES

Détériorations des fils d'allumage par des morsures de martre. Un joint d'étanchéité de couvre-culasse défectueux et une huile moteur qui s'échappe peuvent endommager l'isolation des puits de bougies. Les deux causes conduisent à l'amorçage d'une étincelle et ainsi à une usure prématurée.

DÉFAUT DE CONTACT

Les résistances de passage dans le câble par la pénétration d'humidité dans la zone primaire et secondaire, fréquemment provoqué de manière accentuée par un lavage du moteur ou en période hivernale par l'utilisation de sel de déneigement.

BOBINE D'ALLUMAGE DÉFECTUEUSE, SYMPTÔMES: SYMPTÔMES

Un défaut peut se manifester comme suit :

  • Le moteur ne démarre pas
  • Le véhicule a des ratés d'allumage
  • Mauvaise accélération ou perte de puissance
  • Le calculateur moteur se met en mode dégradé
  • Le voyant du moteur s'allume
  • Enregistrement d'un code défaut

MESURER LA BOBINE D'ALLUMAGE: PRINCIPES

État démonté

Pour le contrôle de la bobine d'allumage, il existe différentes possibilités :

 

Contrôler les valeurs de résistance des bobines avec l'ohmmètre.
En fonction du système d'allumage et de la construction de la bobine, les valeurs indicatives suivantes s'appliquent : (respecter les indications du constructeur)

 

Bobine d'allumage du cylindre (système d'allumage par transistor)
Primaire : 0,5 Ω–2,0 Ω / Secondaire : 8,0 kΩ–19,0 kΩ

 

Bobine d'allumage du cylindre (système d'allumage électronique avec allumage cartographique)
Primaire : 0,5 Ω–2,0 Ω / Secondaire : 8,0 kΩ–19,0 kΩ

 

Bobine à une ou à deux sorties (système d'allumage entièrement électronique)
Primaire : 0,3 Ω–1,0 Ω / Secondaire : 8,0 kΩ–15,0 kΩ

CONSEIL PRATIQUE

Remarque :
Si une diode haute tension est montée dans la bobine d'allumage pour éliminer l'étincelle, alors la mesure de résistance de la bobine secondaire n'est pas possible.

 

Dans ce cas, on peut y remédier comme suit :
Par le raccord d'un voltmètre en série sur l'enroulement secondaire de la bobine d'allumage à la batterie. Si la batterie est raccordée dans le sens de passage de la diode, le voltmètre doit afficher une tension. Après l'inversion des pôles des raccords dans le sens de blocage de la diode, aucune tension ne doit plus être affichée. Si aucune tension n'est affichée dans les deux directions, on peut alors en déduire qu'il s'agit d'une coupure dans la zone secondaire. Si une tension est affichée dans les deux directions, alors la diode haute tension est défectueuse.

État monté

Les vérifications suivantes peuvent être effectuées :

 

Contrôle visuel

  • Contrôle des dommages mécaniques de la bobine d'allumage
  • Contrôler le boîtier sur des fissures capillaires ou une fuite de la pâte de remplissage.
  • Contrôler si le câblage électrique et les raccords présentent des dommages ou de l'oxydation.

 

Test électrique avec le multimètre ou l'oscilloscope

  • Contrôler l'alimentation en tension de la bobine
  • Signal de commande du distributeur d'allumage, du calculateur d'allumage ou du calculateur moteur
  • Représentation du tracé haute tension avec un oscilloscope ou un oscilloscope d'allumage

 

Contrôle avec l'appareil de diagnostic

  • Lire la mémoire de défauts du système d'allumage ou de la commande moteur
  • Lire les paramètres

 

Pour tous les travaux de contrôle sur le système d'allumage, il ne faut pas négliger que les défauts détectés pendant une vérification avec l'oscilloscope ne sont pas uniquement dus à l'électronique mais peuvent également avoir leur cause dans la mécanique du moteur. Cela peut être le cas si la compression d'un cylindre est trop faible et la tension d'allumage affichée sur l'oscilloscope n'est pas aussi élevée que pour les autres cylindres.

REMARQUE

Bien que des « systèmes de gestion du moteur à diagnostic » soient aujourd'hui montés dans les véhicules, l'utilisation d'un multimètre ou d'un oscilloscope lors du contrôle des systèmes d'allumage est nécessaire. Afin d'interpréter correctement les résultats de mesure affichés et les images, une formation du personnel est bien souvent nécessaire. Une condition importante pour un diagnostic réussi est un contrôle visuel soigné au début du dépannage.

CONTRÔLER LA BOBINE D'ALLUMAGE: DÉPANNAGE

Nous souhaitons vous présenter le diagnostic d'une bobine d'allumage à deux sorties dans l'exemple suivant des « ratés d'allumage du moteur ».

 

Véhicule : Alfa Romeo 147 1.6 TS avec allumage double

 

Chaque cylindre dispose d'une bougie principale et d'une bougie secondaire. La commande des bobines d'allumage s'effectue par des étages de puissance intégrés dans le calculateur moteur. Le déroulement de la réparation est représenté à titre d'exemple avec un appareil de diagnostic mega macs. Les représentations schématiques, images et descriptions ne sont données qu’à titre d’explication et d’illustration du texte du document et ne peuvent pas être utilisées comme base pour le montage et la réparation.

 

Condition du diagnostic : mécanique du moteur, batterie, dispositif de démarrage et de carburant corrects.

CONSEIL PRATIQUE

Avant de commencer avec le diagnostic, respecter ce qui suit :

  • Afin de pouvoir identifier correctement le véhicule, il est important que les papiers du véhicule soient fournis avec la commande (carte grise).
  • Vérifier la tension de la batterie. Une mauvaise alimentation en tension peut conduire à une panne du système, à des mesures erronées ou à des baisses de tension.
  • Contrôler les fusibles en relation avec le système. Un contrôle visuel dans le boîtier des fusibles peut parfois exclure la première source de défaut.

Réclamation du client

  • Le client remonte une défaillance de fonctionnement du système de commande du moteur
  • Information d'avertissement dans le combiné :

 

Défaut : Système de surveillance du moteur.

Dépannage

Application de l'appareil de diagnostic

Raccorder l'appareil de diagnostic au connecteur à 16 pôles OBD. En fonction du constructeur automobile et du moment de l'immatriculation du véhicule, il est possible qu'une autre prise de diagnostic et un adaptateur supplémentaire soient nécessaires.

 

Effectuer les applications suivantes sur l'appareil de diagnostic :

  • Choisir le programme
  • Choisir le véhicule
  • Choisir le type de carburant
  • Choisir le modèle
  • Choisir le type de véhicule
  • Choisir la fonction souhaitée
  • Choix du système : des consignes de sécurité supplémentaires peuvent ici s'afficher en fonction de l'appareil de diagnostic choisi.
  • Lancer le diagnostic d'erreurs.

 

Afin d'établir la communication avec le calculateur, une tension de batterie suffisante est nécessaire en plus du bon connecteur. Une tension d'alimentation insuffisante du calculateur peut être l'indication d'un défaut sur le câblage ou de la batterie du véhicule.

Lire la mémoire des défauts

Le défaut PO303 a été mémorisé.

  • Combustion du cylindre 3
  • Raté d'allumage du cylindre 3 détecté

Évaluer les détails

Des indications supplémentaires sur une cause possible de défaut sont mémorisées ici

  • Allumage défectueux
  • Injecteur défectueux
  • Calculateur défectueux

 

Remarque :
Si plusieurs codes de défauts sont affichés, supprimer d'abord le défaut. Effectuer ensuite un essai sur route avec l'appareil de diagnostic branché. Observer les paramètres et lire la mémoire des défauts.

Déterminer la cause du défaut

Préparations pour le diagnostic sur le moteur

  • Préparer les appareils de diagnostic obligatoires supplémentaires comme le multimètre ou l'oscilloscope
  • Rechercher les documents techniques
  • Retirer le cache moteur (si disponible)

Effectuer un contrôle visuel

Avant de commencer le diagnostic à proprement parler, il faut, s'ils sont accessibles, vérifier si le faisceau de câbles du moteur et les connecteurs sont endommagés. Les endroits pliés, un serre-câble manquant ou une morsure de martre sur le faisceau peuvent être une cause possible.

Contrôler l'alimentation en tension de la bobine d'allumage du cylindre 3

  • Retirer le connecteur de la bobine.
  • Effectuer la mesure de tension sur le connecteur à deux pôles du côté du faisceau
  • Raccorder le câble rouge du multimètre à la BROCHE 2 (+) et le câble noir à la masse du moteur (-).

Mettre le contact. Une tension supérieure à 10,5 V doit être mesurée ici. Valeur mesurée : 11,93 V. Mesure conforme.

CONSEIL PRATIQUE

Afin de vérifier l'alimentation en tension sous contrainte, il est recommandé de répéter la mesure en actionnant le démarreur. Afin d'empêcher l'injection inutile de carburant, il est obligatoire de retirer au préalable tous les connecteurs des injecteurs.

Contrôler la commande primaire de la bobine d'allumage du cylindre 3.

  • Retirer le connecteur de la bobine d'allumage
  • Raccorder l'oscilloscope ou l'appareil de diagnostic au module de mesure
  • Relier les pointes d'électrode aux BROCHES 1 et 2 avec le connecteur à deux pôles.
  • Retirer les connecteurs sur les injecteurs.
  • Démarrer le moteur

 

Un signal devrait être clairement reconnaissable sur l'oscilloscope
. Dans cet exemple, la mesure a été réussie.

Démonter la bobine d'allumage pour un contrôle supplémentaire

  • Retirer le connecteur de la bobine d'allumage
  • Retirer le câble haute tension pour la deuxième bougie
  • Enlever les vis de fixation
  • Retirer la bobine à la verticale et parallèlement au puits de la bougie

 

Pour éviter les dommages sur le connecteur de bougie,
éviter impérativement les mouvements rotatifs de la bobine d'allumage.

CONSEIL PRATIQUE

Contrôler si les puits des bougies présentent des impuretés dues à la pénétration d'huile et d'eau. Démonter les bougies et les contrôler.

Effectuer la mesure de résistance

Contrôler la bobine démontée avec le multimètre. Pour mesurer l'enroulement primaire, raccorder un ohmmètre directement aux BROCHES 1 et 2 du connecteur des composants.

 

  • Valeur nominale : 0,3 Ω –1,0 Ω
  • Valeur mesurée : 0,5 Ω (correcte)

 

Pour mesurer les pointes de contrôle de la bobine secondaire, effectuer la mesure directement sur les
sorties haute tension de la bobine d'allumage.

 

  • Valeur nominale : 8,0 kΩ –15,0 kΩ
  • Valeur mesurée : ∞ (coupure bobine secondaire)

 

Veuillez toujours observer, dans ce contexte, les
indications du constructeur du véhicule.

CONSEIL PRATIQUE

Les bobines d'allumage ont une construction identique dans ce véhicule et peuvent être échangées entre elles pour un essai.

Remplacer la bobine d'allumage

Il faut vérifier le bon logement du connecteur de bougie et du câble haute tension pour la deuxième bougie. Fixer la bobine d'allumage avec les vis de fixation. Ensuite, replacer tous les raccords de la bobine et les connecteurs des injecteurs.

Effacer la mémoire des défauts

Des défauts supplémentaires ont été détectés par le calculateur lors des travaux de diagnostic et doivent être effacés avant tout essai sur route.

Réaliser un contrôle de fonctionnement

Réaliser un essai sur route avec l'appareil de diagnostic raccordé. Ensuite, lire à nouveau la mémoire des défauts.

Remarque

Veuillez respecter, si cela est possible, les indications du constructeur automobile pour tous les travaux de contrôle et de diagnostic. Des méthodes de contrôles supplémentaires spécifiques au véhicule peuvent être effectuées en fonction du constructeur et celles-ci doivent être prises en considération.

Consignes de sécurité

Les travaux sur les systèmes d'allumage électroniques peuvent conduire à des blessures pouvant entraîner la mort en cas de contact avec les composants conducteurs de tension. Cela n'est pas uniquement valable pour le circuit secondaire conducteur à haute tension mais également pour le circuit primaire. C'est pourquoi les travaux de contrôle et de réparation doivent être effectués par des personnes qualifiées uniquement.

 

Veuillez respecter les mesures de sécurité suivantes :

  • Ne pas toucher ou retirer le câble d'allumage, la tête de distributeur et le connecteur de bougie lors du fonctionnement du moteur.
  • Débrancher et rebrancher les calculateurs, les connexions et les fils de raccordement uniquement lorsque le contact est coupé.
  • Effectuer le lavage du moteur uniquement lorsqu'il est arrêté et que le contact est coupé.
  • Pour toutes les vérifications sur le système d'allumage qui nécessitent la rotation du moteur avec la vitesse de rotation de démarrage, l'alimentation en tension des injecteurs doit être coupée pour la protection du catalyseur.

ARBORESCENCE DES DÉFAUTS DE BOBINE D'ALLUMAGE: INSTRUCTIONS

Arborescence des défauts de bobine d'allumage avec calculateur d'allumage intégré (module d'allumage)

Arborescence des défauts de bobine d'allumage

Exemple : VW/code moteur APQ, Motronic MP 9.0. Condition de diagnostic : mécanique du moteur, batterie, dispositif de démarrage et système de carburant corrects.