Comment fonctionnent les systèmes d'allumage magnéto : principes clés et applications

L'allumage magnéto est un type spécial de système d'allumage qui fournit une étincelle dans les moteurs à allumage commandé, comme les moteurs essence. Il sert à obtenir des impulsions de haute tension pour les bougies. Le système existe depuis plus de 100 ans et est encore utilisé aujourd'hui sur moteurs stationnaires et portables. Il est surtout employé quand l'espace pour une batterie externe est limité.

Aujourd'hui, vous découvrirez la définition, les fonctions, les applications, les composants, le schéma et le fonctionnement du système d'allumage magnéto, ainsi que ses avantages et inconvénients pour les moteurs à allumage commandé.

Définition du système d'allumage magnéto

Un système d'allumage magnéto ou magnéto haute tension est un système d'allumage qui utilise un magnéto pour créer de la haute tension pour la génération d'électricité. L'électricité générée alimente le véhicule et d'autres composants électriques du système.

Le magnéto est une combinaison de distributeur et générateur en une seule unité, le différenciant du distributeur conventionnel qui crée l'énergie d'étincelle sans tension externe. Une série d'aimants tournants rompt un champ électrique, causant un courant dans l'enroulement primaire de la bobine. La charge se multiplie en passant à l'enroulement secondaire, qui a bien plus de spires que le primaire, produisant une étincelle à tension bien plus élevée que dans le primaire.

Dans la plupart des cas, le système magnéto peut produire jusqu'à 20 000 volts, donnant une étincelle très chaude qu'un distributeur conventionnel ne peut produire.

La fonction d'un système magnéto est d'utiliser un magnéto pour fournir le courant du système d'allumage qui alimente la bougie, enflammant le mélange carburant-air dans la chambre. Une autre fonction, assurée par la bougie, est la dissipation de chaleur. Le système cause aussi une ionisation mesurable dans les cylindres.

Applications du système d'allumage magnéto

Voici les applications du magnéto dans divers domaines, générant l'électricité nécessaire à l'allumage :

• Le système est utilisé sur les véhicules deux-roues (moteurs SI).
• Comme la batterie génère l'énergie dans l'allumage par batterie, le magnéto génère l'électricité.
• Enfin, l'allumage magnéto est largement utilisé sur tracteurs, moteurs hors-bord, machines à laver, moteurs marins, groupes électrogènes et moteurs à gaz naturel.

Composants du système d'allumage magnéto

Voici les composants fonctionnels aidant le fonctionnement du système magnéto :

Magnéto

Le magnéto est la source de génération d'énergie dans le système. C'est typiquement un petit générateur qui produit une tension quand il est entraîné par le moteur. Plus la rotation est rapide, plus la tension produite est grande. Le système n'a pas de source d'énergie externe et n'en a pas besoin pour démarrer : le magnéto est lui-même la source. Les enroulements sont de deux types : liaison primaire et liaison secondaire.

Selon la rotation du moteur, le magnéto est de trois types :

• Type à aimant tournant
• Type à induit tournant
• Type à inducteur polaire

La différence réside dans leur source de rotation. Type aimant tournant : l'induit est fixe, les aimants tournent autour. Type induit tournant : l'induit tourne entre aimants fixes. Type inducteur polaire : aimants et enroulements restent fixes, la tension est générée quand le champ de flux s'inverse, grâce à des projections en fer doux appelées inducteurs.

Distributeur

Le distributeur dans le système magnéto se trouve aussi sur les moteurs multi-cylindres pour réguler l'étincelle dans la bonne séquence aux bougies. Il répartit uniformément la surtension d'allumage entre les bougies.

Les distributeurs sont de deux types :

• Type à intervalle (gap type)
• Type à balai carbone (carbon brush type)

Dans le type à intervalle, l'électrode du rotor est proche du capot du distributeur sans contact, éliminant l'usure de l'électrode. Dans le type à balai carbone, le rotor glisse sur les segments métalliques portant le balai carbone placé dans le capot ou matériau isolant moulé, créant la connexion électrique avec la bougie.

Bougie d'allumage (Spark plug)

La bougie est alimentée par le système d'allumage pour enflammer le mélange carburant-air dans le cylindre. Elle a deux électrodes séparées permettant le passage de haute tension. Électrodes en acier et isolant. L'électrode centrale est reliée à la bobine d'allumage et l'enveloppe acier externe est mise à la masse via l'isolant.

Lire l'article complet sur la bougie d'allumage

Condensateur (Capacitor)

Un condensateur est aussi un composant du système magnéto. C'est un condensateur électrique conventionnel avec deux plaques métalliques séparées par un isolant. L'air est couramment utilisé comme isolant, mais pour exigences techniques, un isolant de haute qualité est employé. Sa fonction : stocker la charge.

Came (Cam)

La came est fixée aux aimants nord et sud.

Rupteur (Contact breaker)

Ce rupteur est régulé par la came, permettant le passage du courant dans le condensateur pour le charger quand le rupteur est ouvert.

Contacteur d'allumage (Ignition switch)

Le contacteur démarre et arrête le système d'allumage. Il contrôle et règle le parallélisme du condensateur car il aide à prévenir les dommages d'un excès d'air.

Schéma du système d'allumage magnéto :

(Schéma non inclus dans le texte source)

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement du système d'allumage magnéto est simple. Il débute quand le moteur démarre, entraînant la rotation du magnéto. Celui-ci crée une énergie haute tension. L'extrémité du magnéto est mise à la masse par un rupteur et le condensateur est branché en parallèle. La came régule le rupteur et le courant passe dans le condensateur pour le charger quand le rupteur est ouvert.

Ainsi, le condensateur agit comme un chargeur : le courant primaire diminue, réduisant le champ magnétique global. Cela augmente la tension dans le condensateur, qui agit comme une force électromotrice, produisant l'étincelle, avec l'aide du distributeur.

Quand la vitesse moteur est basse au démarrage, la tension générée par le magnéto est aussi basse. Mais dès que la vitesse de rotation augmente, la tension augmente aussi. Le courant augmente alors.

Regardez la vidéo sur le fonctionnement du système d'allumage magnéto :

(Vidéo non incluse)

Avantages et inconvénients du système d'allumage magnéto

Avantages :

• Moins de maintenance que l'allumage par batterie.
• Moins de coût car pas de batterie.
• Fonctionnement efficace grâce à l'étincelle haute intensité.
• Circuit électrique généré par le magnéto.
• Occupe moins d'espace.
• Pas de batterie = pas de problème de décharge ou erreur batterie.

Inconvénients :

Malgré les bons avantages, certaines limites persistent :

• Mauvaise qualité d'étincelle au premier démarrage à cause de la basse vitesse.
• Ratés possibles dus à des fuites, car des variations de tension dans le câblage peuvent survenir.
• Le système est plus cher que les autres types d'allumage.

En conclusion, le système d'allumage magnéto est un grand développement pour les moteurs à allumage commandé et autres équipements à combustion interne. Nous avons examiné en profondeur la définition, la fonction et les composants. Nous avons couvert son fonctionnement, ainsi que ses avantages et inconvénients : moins de maintenance, pas de batterie, mais étincelle de mauvaise qualité au premier démarrage à cause de la basse vitesse.

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