CARACTERISTIQUES EQUIPEMENT ELECTRIQUE |
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FONCTION DES BOBINES - CYCLE D'ALLUMAGE |
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| Bobine Haute Tension (HT) | Bobines Basse Tension (B1 et B2) |
La bobine est composée d'une partie Haute Tension (HT), le fil de bougie est piqué sur la sortie HT en forme de pointe, et d'une partie Basse Tension (BT) reliée au condensateur et au contact isolé du rupteur, un fil de masse est commun à la HT et la BT. (schéma et cycle d'allumage à suivre) Cette bobine est un transformateur élévateur, avec la BT le primaire et la HT le secondaire. Le calcul des tensions U secondaire / U primaire est le rapport de transformation. Ce rapport dépend du nombre de spires au secondaire et au primaire, exemple sur une bobine NOVI de mobylette, il est de 70.
Un circuit magnétique canalise le flux produit par le volant magnétique sur chaque bobine.
Le condensateur et le rupteur permettent la création d'une surtension sur le circuit BT, qui se retrouve sur la HT pour donner une étincelle au niveau de la bougie.
Il y a trois phases du cycle d'allumage, sur un tour du volant magnétique.
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Deux bobines (B1, B2) montées en série, un fil de B1 à la masse l'autre relié sur B2, sortie de B2 sur la borne de sortie 12 v pour alimenter les circuits d'éclairage navettes ou lanternes et l'ampoule code/phare, suivant le schéma. Un circuit magnétique, par bobine, canalise le flux produit par le volant magnétique. La tension délivrée est alternative (comme celle "d'une dynamo" de vélo, terme incorrect, car il s'agit d'un alternateur à aimant permanent ), l'amplitude est proportionnelle à la vitesse, ce qui risque de griller les lanternes. On réservait le nom de "dynamo" aux machines à courant continu. Suivant le modèle de moto, une résistance est en série sur le circuit d'éclairage des lanternes, elle joue le rôle de régulateur de courant, sans cette résistance les ampoules noircissent puis grillent (évaporisation du filament) ( schéma à suivre). La puissanse disponible est de 40 w donc les ampoules actuelles 12 v 45/40 w sont trop puissantes, prendre des 12 v 35/35 w et 12 v 5 w pour les navettes, mais le montage électrique doit couper la lanterne du phare pour le position code ou phare (on fait la somme des puissances). Sur la documentation il y a comme référence 12 v 60 bougies, et 12 v 0,2 A (12 * 0.2 = 2.4 w), 2 bougies pour les navettes. La "bougie" est l'ancienne unité caractérisant l'intensité lumineuse, qui est maintenant le candéla, l'intensité lumineuse dépend du type de filament pour un même puissance de l'ampoule, aucune concordance possible entre puissance en watt et "bougie". |
Les bobinages et les circuits magnétiques associés, composent le STATOR |
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Cycle d'allumage |
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Phases du cycle d'allumage (trajet de l'intensité en flèche rouge avec retour par la masse) |
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Phase 1: Sur 60 % d'un tour de rotation du volant magnétique, le rupteur ouvre le circuit électrique, la bobine BT donne une tension alternative, le condensateur est branché en parallèle et il se charge et se décharge en permanence. La tension de sortie HT est trop faible pour céer une étincelle sur la bougie. |
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Phase 2: Le rupteur se ferme une fois par tour (présence d'un méplat sur l'axe intérieur du volant magnétique), pendant ce temps de fermeture la bobine BT est en court-circuit, le condensateur se décharge Cette notion de court-circuit est sans danger, l'impédance (Z) de la bobine est trés importante, donc l'intensité est faible (I = U / Z). |
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Phase 3: Au moment de l'ouverture du rupteur (fin du méplat), le piston est à 4,5 mm du point mort haut (avance à l'allumage); L'intensité varie brutalement dans la bobine BT, une surtension (Up) apparaît sur la basse tension et (Us) sur la sortie HT, d'ou une étincelle sur la bougie. Le condensateur prolonge la surtension (oscillation du circuit Inductance et Condensateur en paralléle) et il limite la formation d'un arc électrique les contacts du rupteur. |
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DEMONTAGE VOLANT |
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un tourne visse facilite le démontage |
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SCHEMA - VERIFICATION DES BOBINES - CONDENSATEUR |
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| Schéma électrique: | |
Les bobinages repérés HT et BT font parties de la bobine dite haute tension (Bobine HT).
C: condensateur non polarisé
Rupteur: contact à ouverture (sans action physique le contact ferme le circuit électrique)
B1, B2: bobines basse tension du circuit d'éclairage ou lumière, montées en série la masse est le support des bobines le bloc moteur, ou le cadre, deviennent masse par contact électrique au montage par la visserie mais attention la peinture peut donner une mauvaise masse, une résistance électrique apparaît créant une chute de tension aux bornes des ampoules électrique (lumière plus faible voir inexistante), on peut amener la masse sur chaque point d'éclairage par un fil électrique supplémentaire l'erreur de câblage, de la mise en série des bobines, donne une tension nulle (un voltmètre indique bien 6v aux bornes de chaque bobine)
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 clic photo lien PDF |
| Vérification des bobines à l'ohmètre: | |
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- débrancher le condensateur - Bobine HT / HT: Résistance entre masse et sortie HT (vers la bougie) 5820 ohms (affichage 5.82 Kohms calibre du multimètre sur 20 K), on peut considérer une résistance entre 5 et 10 Kohms. Si la mesure donne l'infinie ou une valeur d'isolement supérieure à 1 million d'ohms, la bobine est coupée, pour une valeur très faible de la résistance on a un défaut d'isolement permanent entre bobinage et masse. Bobine BT / HT: Résistance entre masse et sortie BT (vers le condensateur) de 0,7 ohm.
Bobine B1- B2: Résistance entre masse et sortie B1 - B2 (12 v AC, vers l'éclairage) de 0,5 ohm. Mesures légèrement variables d'une bobine à l'autre. Chaque bobine est composée de 70 spires, on travaille avec 6 / 70 = 0.085 v par spire. |
| Causes de dysfonctionnements: | |
Le bobinage HT subit des surtensions transitoires, il y a un risque de perforation temporaire du vernis isolant par un arc électrique, pour tester l'isolement il faut utiliser un contrôleur d'isolement qui délivre un pic de tension réglable de 50 à 1000 v pendant la mesure (photo à suivre). Cette tension de 1000 v n'est cependant pas suffisante par rapport au 10 000 v (sortie HT) pour avoir un contrôle fiable de l'isolement, il est préférable d'utiliser un banc de test de bobine HT.
Si la bobine HT est d'origine, on constate un "vieillissement" du vernis composant le fil de bobinage (micros fissures, modification des performences mécanique et diélectrique) , donc une plus grande sensibilité à une "perforation" par un arc électrique ( à chaque surtension) et une moins bonne élasticité (rupture du fil) . Une vibration peut engendrer des fissures sur le vernis, ce qui donne un amorçage entre les spires, ou un amorçage avec la masse, voir une coupure du fil de cuivre et donc l'arrêt des étincelles sur la bougie d'une façon intermittente ou définitive. Celà justifie toutes les possibilités de mesure avec l'ohmètre et l'emploi d'un contrôleur d'isolement. Cet appareil est utilisé par les électriciens pour vérifier les résistances d'isolement dans le cas de surtension. Vérifier l'état du fil de bougie qui peut amorcer avec le cadre, on a une résistance d'isolement infinie par rapport au cadre. Vérifier la résistance électrique entre l'arrivée sur la bougie et la masse, on doit retrouver la résistance de 5.82 Kohms du bobinage HT, ainsi on vérifie la connection du fil de bougie piqué sur la pointe de la sortie HT. Cette mesure peut être faite à tout moment sans rien démonter. La présence d'un antiparasite augmente de 5000 ohm la mesure, soit un affichage de 10.82 Kohms. |
Contrôleur d'isolement ( ici à une surtension de 500 v, la résistance est de 100.2 Mohms) |
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| Condensateur: | |
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La valeur du condensateur, donnée en Farad, doit être adaptée à la bobine BT. Le condensateur peut "vieillir", l'isolant interne en papier (pour les anciens condensateurs) se dégrade et un courant de fuite permanent apparaît. Il peut être plus sensible au surtension et être perforé par un arc électrique dés que la tension à ses bornes dépasse un certain seul (non détectable à l'ohmètre), d'ou l'arrêt de l'allumage, ou être en court-circuit permanent (détectable à l'ohmètre).
Condensateur pour volant magnétique de 0.20 µF à 0.30 µF Condensateur pour batterie / bobine de 0.20 µF à 0.25 µF Condensateur pour magnéto de 0.25 µF à 0.40 µF |
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Un condensateur Particulier |
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Un condensateur 'Universal Cap' pratique à mettre en place, solution proposée par Bill (angleterre, peugeot 55 de 1952). |
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Photo 1: condensateur de 0.22µF sur son support d'origine ...........Photo 2: support découpé ............Photo 3: condensateur positionné |
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Arcs électriques en Série |
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Sur un circuit HT, on peut constater des arcs électriques en série. |
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Une mauvaise connexion du fil de bougie sur la pointe de la sortie HT peut donner un arc sur l'électrode de la bougie et simultanément sur la pointe de la HT. |
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L'étincelle est plus faible sur la bougie, d'ou une moins bonne explosion et des démarrages du moteur plus difficiles. |
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Comparaison avec un montage à Magnéto |
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La magnéto comprend le générateur alternatif (aimant tournant, circuit magnétique) et les bobines BT et HT, elle est entraînée en rotation par le vilebrequin. |
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Elle remplace le volant magnétique, elle donne une tension plus importante sur la bougie et les composants sont mieux protégés par le boîtier. |
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A la fermeture du Contact Arrêt, la bobine BT est en courcircuit, il n'y a plus de surtension sur la bougie et donc plus d'étincelle. |
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Montage avec bobine HT extérieure |
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| La bobine BT interne au volant est réalisée avec un fil de faible section. | La bobine extérieure donne une plus grande énergie à l'arc électrique sur la bougie, tension HT et intensité plus importante. Une batterie extérieure donne le maximun de puissance à l'étincelle sur la bougie. |
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En complément, un bouton poussoir à fermeture, pour un arrêt trés pratique du moteur, ce bouton peut être caché sous le réservoir d'essence. |
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Applicable pour tous les shémas. |
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VERIFICATION DU RUPTEUR - MONTAGE VOLANT MAGNETIQUE - REGLAGE AVANCE ALLUMAGE |
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RUPTEUR - ELEMENTS DE REGLAGE |
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Le rupteur est composé d'un contact mobile monté sur la pièce en bakélïte (D) et isolé de la masse (il reçoit le fil électrique venant du condensateur, par l'intermédiare de la lamelle à ressort) et d'un contact fixe relié à la masse.
En position rupteur ouvert, l'écartement doit être au mini à 0.3 mm, bon à 0.4 mm Si la partie D est usée, rupteur ouvert, on a un écartement trop faible et donc moins d'énergie sur la bougie
La vis (A) permet le déblocage du contact fixe. La vis (B) contrôle l'ouverture du rupteur. |
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L'index rouge (C) donne la positon du volant magnétique pour contrôler l'ouverture du rupteur. |
La flèche, devant l'index rouge, permet pour cette position, le réglage du début de l'ouverture du rupteur, on dit "décollement" des contacts. |
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VERIFICATION DU RUPTEUR |
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- débrancher le condensateur - Contact du rupteur à l'ohmètre: Le rupteur ou nommé "vis platinées". Mettre une pointe de touche de l'ohmètre sur la masse et l'autre pointe de touche sur la borne du contact mobile (condensateur toujours débranché). Le contact du rupteur fermé, l'ohmètre indique 0 ohm, contact du rupteur ouvert l'ohmètre indique l'infini ou une valeur d'isolement supérieure à 1 million d'ohms. Nettoyer le contact si la résistance n'est pas nulle contact fermé, et vérifier le fil et la connectique entre masse (1) masse (2) masse (3). |
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MONTAGE DU VOLANT MAGNETIQUE |
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Monter support bobines puis Volant magnétique |
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Deux Piges (au choix) pour positionner le piston à 4,5 mm avant le point mort haut (faite avec une bougie, ou plus simplement un tournevis mis à la place de la bougie, donne la position du cylindre) |
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1er temps: mettre le piston au Point Mort Haut (PMH) faire tourner le vilebrequin dans le sens normal de la rotation (sens inverse des aiguilles d'une montre) |
2 ème temps: tourner le vilebrequin en sens inverse pour mettre le pistion à PMH - 4.5 mm, Déboîter le volant magnétique Sans faire tourner le vilebrequin, emboîter le volant (il n'y a pas de clavette), la flèche devant l'index rouge, et bloquer fortement le volant (j'utilise un maillet pour taper sur la clé) |
Des forces électromagnétique produites par les bobines favorisent un déserrage du volant et un glissement par rapport à l'axe, on constate pour un mauvais serrage, un bon démarrage du moteur puis une dégradation du fonctionnement et voir son arrêt, car le calage à l'allumage devient de moins en moins bon. Le déserrage est d'autant plus facile si l'axe conique est en mauvais état (moins de surface en contact). Au remontage du volant magnétique on peut dans ce cas mettre du frein filet sur l'axe conique (LOCTITE freinfilet). nota: il n'y a pas de réglage de l'écartement du contact du rupteur, il dépend de l'usure du support en bakélite et des pastilles du rupteur, l'ouverture peut varier entre 2 et 6/10 de mm, valeur typique de 4/10 de mm |
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Pour la moto P55 TAL, le "support des bobines" est fixé sur une bague qui permet sa rotation, la mise en place du volant magnétique se fait sans difficulté (présence d'une clavette 19 du croquis), on affine la position de la flèche devant l'index rouge en faisant tourner le support bobines (2ème temps). |
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REGLAGE DU RUPTEUR - ANIMATION |
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Clic photo ANIMATION |
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Etape 1  Etape 3  |
 Etape 2  Etape 4 |
Revérifier à l'ohmètre l'ouverture du rupteur à l'arrivée devant l'index |
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ANGLE AVANCE ALLUMAGE |
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L'angle d'avance à l'allumage dépend du temps d'inflammation de la masse de carburant avant le PMH, puis on a la combustion du mélange après le PMH |
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Temps d'inflammation de 1 ms pour l'essence |
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Angle = n / 60 * 360 * temps d'inflammation |
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n = nombre de tour par minute...................n / 60 = nombre de tour par seconde ...............* 360 = nombre de degrès par seconde.................... * templs d'inflammation = nombre de degrés avant le point mort haut |
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L'angle est variable en fonction de la vitesse (n), il faut ajuster l'avance à l'allumage en permanence , ce qui est réalisé pour les moteurs modernes |
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 ..................................... |
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On constate un résultat cohérent de l'angle d'avance à l'allumage, en appliquant la formule |
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STRUCTURE DU VOLANT MAGNETIQUE |
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Volant magnétique, écrou d'extraction au pas normal (A) (en continuant de dévisser A, le volant se "décolle" de l'axe conique du vilebrequin) |
Axe intérieur du volant magnétique, la fin du méplat permet la fermeture du rupteur |
Indicateur du sens de rotation du moteur par la flèche (B) |
Graisser régulièrement la surface avec le méplat pour éviter une usure du rupteur |
Le volant magnétique est le ROTOR |
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 ..... ..... |
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Position de la bob ine HT / BT au moment de l'ouverture du rupteur ................................................ |
......................................Décalage de l'axe de la bobine avec l'axe du pôle |
Le circuit magnétique est composé de 3 aimants permanents, type barreaux (1,2,3) |
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Chaque aimant est complété de deux épanouïssements pôlaire EpN (pôle Nord) EpS (pôle Sud) en tôle "feuilletée" |
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Les épanouïssement pôlaire prolongent les pôles nord et sud de l'aimant, ils canalisent le flux magnétique vers les bobines HT, B1et B2 du stator |
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Le circuit magnétique est une succession alternée de pôles N, S, N, S, N, S, soit trois paires de pôles |
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L'espace entre l'épanouïssement pôlaire et le circuit magnétique des bobines est l'entrefer composé par l'air |
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En rouge les lignes de flux magnétique de l'aimant 1 (ou des lignes de champs magnétique) |
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Le calcul du rapport mathématique "flux magnétique" Ø en weber / "champs magnétique" B en tesla, est la section de l'aimant en m² |
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La boussole indique Nord ou Sud en passant d'un épanouïssement pôlaire à l'autre |
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On vérifie l'ordre des pôles suite à un démontage des aimants (ou faire un repère sur l'aimant avant démontage) |
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On parle parfois de "démagnétisation" dans ce cas l'aimant à perdu sa fonction d'aimantation, il faut le soumettre à un champs magnétique constant donnée par un solénoïde alimenté en continu. |
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Un aimant peut être démagnétisé si il est sousmis à un champs magnétique alternatif, donc peux probable pour cette pièce |
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Le passage successif des pôles Nord puis Sud devant les bobines du stator, produit un flux magnétique variable, une tension alternative auto-induite apparaît en sortie des bobines |
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OSCILLOGRAMME TENSION CIRCUIT CONDENSATEUR RUPTEUR |
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Tension simplifier aux bornes du condensateur |
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Forme théorique simplifée de la tension aux bornes du rupteur (tension alternative sinusoïdale) |
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Tension alternative 3 alternances par tour, fréquence 200 HZ (période T de 5/1000 de seconde) à 4000 tr/mn, fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur |
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Relation entre fréquence et période, f = 1 / T |
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Rupteur fermé sur 145°, soit 6/1000 de seconde |
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A l'instant t2, une surtension Up de 150 à 200 v apparaît au primaire et sur la HT une surtension secondaire Us, avec Us = Up * rapport de transformation |
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Application: Us = 150 * 70 = 10500 v |
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Ouverture du rupteur, tension réelle aux bornes du condensateur, des phénomènes oscillatoires apparaissent |
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La Bobine BT et le Condensateur en paralléle forme un circuit oscillant, à condition que la valeur du condensateur soit adaptée à l'inductance de la bobine BT |
Apparition d'une pointe de tension sur la sortie HT (0.7 ms), l'étincelle s'amortie sur 3 ms |
Le condensateur prolonge la surtension |
(ne pas mesurer cette tension avec un multimètre il sera déterrioré) |
ORGANIGRAMME DE DEPANNAGE |
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A la restauration, la fiabilité de l'allumage impose une bobine HT rebobinée, un condensateur et rupteur neuf |
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BOUGIE |
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STRUCTURE BOUGIE - TYPES - REFERENCES |
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Vérifier la résistance en céramique (RC) entre l'embout de la bougie et l'électrode centrale, elle doit être de 0 ohm sans (RC) ou de 5 Kohms avec (RC) comme antiparasite |
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Vérifier le type de bougie (culot court ou long) dossier NGK (pdf) |
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Vérifier l'indice thermique et la non présence d'une résistance interne à la bougie (repérage avec la lettre R si présence d'une résistance en céramique vitrifiée) |
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Chaque bougie se caractérise par son indice thermique et par son culot, la bougie doit être à une température comprise entre 400° et 850°. On a une bougie froide qui évacue bien les calories vers la culasse, ne monte pas en température, évite l'auto-allumage, s'encrasse plus rapidement à bas régime, à utiliser pour un moteur à haut régime. On a une bougie chaude qui évacue moins bien les calories, monte en température, donne des démarrages faciles, à utiliser sur un moteur tournant à bas régime.
Indice thermique (ou degrés thermique) de 2 à 8 bougie chaude (2 trés chaude) Indice thermique de 9 à 14 bougie froide (14 trés froide) L'indice thermique BOSCH fonctionne à l’inverse de NGK/DENSO |
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CHAMPION L86C / NGK B6HS / BOSCH W7A |
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( bougie chaude, chez tous revendeurs de matériel tondeuse etc...) |
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Electrode réglée à 0,4 mm |
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VERIFICATION FISSURE |
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Une bougie peut-être défectueuse au niveau de la céramique isolante (fissurée) prés de l'électrode de masse, un petit arc électrique amorce avec le culot métallique et plus rien au niveau de l'électrode de masse |
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clic sur photo |
TYPE DE CULASSE |
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Culasse pour une bougie à culot court |
Culasse pour une bougie à culot long |
(présence d'un écrou vissé sur la culasse, suite à une restauration) |
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Ainsi pour une bougie à culot court montée sur la culasse avec écrou de restauration, la bougie est trop profonde et donc une explosion du mélange plus difficile |
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Présence de l'antiparasite sur la bougie, fil de bougie ? |
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L'antiparasite est une résistance interne au capuchon de 5 Kohms |
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Attention le fil de bougies pour allumage électronique moderne, on à résistance non nul, à vérifier à l'ohmètre |
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Augmentation de la résistance du circuit HT de 5000 ohms (on double la résistance du circuit HT) Faire des essais et constater les performences du moteur |
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TEST CAPUCHON / PRISE BOUGIE |
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Un affichage de 0 ohm caractérise l'absence d'antiparasite |
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Une résistance ohmique typique de 5 Kohms indique un antiparasite |
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Un affichage supérieur à 1 million d'ohms caractérise une coupure interne au capuchon avec ou sans antiparasite |
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(avec la possibilité d'amorçage d'un arc électrique sur la bougie et simultané en interne au capuchon avec ou sans antiparasite "arcs en série") |
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NE PAS METTRE UNE BOUGIE AVEC RESISTANCE CERAMIQUE INTERNE ET UN CAPUCHON ANTIPARASITE (10 Kohms) |
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Mesure de la résistance d'un capuchon avec antiparasite (multimètre sur le calibre 20 Kohms) |
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TEST BOBINE HT EN CONTINU |
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Le test sous tension continue permet de vérifier la bobine HT |
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Les tensions misent en jeux sous trop faible, et tous les composants ne sont pas en situation réelle |
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