Concepts et options :

Le mélange air/carburant doit être allumé un peu avant le point mort haut du piston. Il faudrait choisir exactement le point mort haut si la vitesse de combustion était infinie. Comme elle est limitée, il faut anticiper un peu ; c’est ce qu’on appelle l’avance à l’allumage. L’avance à l’allumage doit être d’autant plus importante que le moteur tourne vite et qu’il y a de gaz à brûler (autrement dit que la commande de gaz est ouverte).

La méthode d’allumage utilisée sur les premiers moteurs de modélisme était celle de nos voitures : l’allumage par bougie à étincelles. Elle est toujours utilisée pour les moteurs de grosse cylindrée (photo 12) car elle permet d’utiliser l’essence beaucoup moins chère que le méthanol comme carburant. Cela n’empêche pas certains modélistes d’adapter un allumage à étincelles sur leur moteur de 10 cm3 et plus sans changer de carburant car la puissance augmente un peu du fait d’un meilleur contrôle de l’avance à l’allumage, et surtout parce que le ralenti devient nettement plus stable.

Les moteurs dits « à essence » (photo 12) sont des moteurs 2T à allumage par bougie à étincelles comme les moteurs de tronçonneuses. On ne les utilise plus que dans les grosses cylindrées (25cc et plus) où le budget du carburant au méthanol devient excessif. Leur avantage, outre qu’ils brûlent un carburant bien moins cher, est qu’ils en consomment deux fois moins et que leur ralenti est plus stable.

Photo 12 : Moteur ROTO-25 à essence

Une variante appelée « magnéto » consiste à utiliser une bobine placée à proximité immédiate d’un volant lié à l’axe de l’hélice et possédant un petit aimant (voir photo 13). Lorsque l’aimant passe devant la bobine, une forte tension est induite, ce qui déclenche l’étincelle dans la bougie reliée électriquement à la bobine. Cette technique permet de profiter des avantages de l’allumage à étincelles sans nécessiter de batterie ni d’électronique.

Photo 13 : Moteur ZENOAH à allumage par magnéto

L’allumage par bougie à étincelle étant relativement compliqué, on a mis au point une méthode nettement plus simple juste après la seconde guerre mondiale. Elle consiste à utiliser une bougie à incandescence (Glow Plug en anglais) utilisant un filament en platine. Le filament est chauffé au rouge par les explosions successives et allume le mélange air/carburant lorsqu’il a été lui-même suffisamment chauffé par la compression. C’est la méthode d’allumage de très loin la plus utilisée en modélisme en raison de sa simplicité. L’efficacité du système tient au fait que lorsque le moteur tourne plus vite ou que la commande de gaz est plus ouverte, la bougie chauffe plus et augmente l’avance à l’allumage, juste comme il faut.

L’inconvénient principal de la méthode est qu’elle ne marche qu’avec un carburant à base de méthanol relativement coûteux et peu énergétique qui induit une forte consommation. Mais cela n’empêche pas l’immense majorité des moteurs de modélisme d’utiliser cette méthode devenue presque exclusive en RC pour les cylindrées inférieures ou égales à 10 cm3. La photo 14 présente une photo de famille des quelques moteurs 2T dits « glow plug ».

Photo 14 : Quelques moteur 2T "Glow Plug"
Haut gauche FOX (USA), Centre ENYA (Japon) Haut droite WEBRA (Autriche)
Bas gauche K&B (USA) et Bas droite SUPER-TIGRE (Chine).
Notez le capuchon de carter agrandi chez FOX et le démontage du carter par l'avant chez ENYA

Quoi qu’il en soit, il existe une méthode encore plus simple qui consiste à utiliser un carburant détonnant à faible température et utiliser l’échauffement produit par la compression pour provoquer l’allumage. Les moteurs utilisant cette méthode sont dits à « autoallumage ». Le bon fonctionnement est obtenu avec un combustible à base de pétrole dopé à l’éther. Pour que le mélange s’allume au bon moment il faut que la compression soit réglée de façon très précise, c’est pourquoi ces moteurs utilisent un contre piston de réglage de compression déplacé par une vis située au sommet de la culasse (voir photo 15).

On appelle parfois ces moteurs « moteurs Diesel » mais à tort car ils n’utilisent pas exactement le même principe. Ils ont presque complètement disparu des terrains de modélisme français alors qu’ils restent utilisés dans d’autres pays comme les États-unis d’Amérique où la société DAVIS Diesel vend par Internet des adaptations pour de nombreux moteurs à « Glow Plug ».

Le fabricant britannique PAW (photo 15 à droite) offre pour sa part une gamme complète de moteurs à autoallumage et les vend par internet. Il existe d’autres fabricants dans les pays de l’Est et en Inde.

Photo 15 : quelques moteurs modernes et anciens à autoallumage. MVVS (Rep. Tchèque) à gauche, PAW (Grande Bretagne) à droite
Au centre haut un moteur MILLS (années 30) et au centre bas un moteur TAIFUN (années 60)

Les avantages de l’autoallumage sont : consommation deux fois moindre, puissance légèrement augmentée, ralenti plus stable, pas de besoin de batterie de démarrage et pas besoin de renoncer à voler parce que la dernière bougie est grillée. Un modéliste qui veut se distinguer devrait avoir au moins un de ces moteurs difficilement trouvable aujourd’hui en France ; un des avantages étant qu’utiliser ce type d’allumage permet précisément de se distinguer.

Les bougies

Les bougies à incandescence ont typiquement l’aspect de la photo 16. Le filament est relié mécaniquement et électriquement entre le corps de la bougie et la borne centrale isolée par une céramique visible sur la photo 17. La liaison électrique sert à appliquer une tension de 1,5 V à l’aide d’une batterie Cadmium/Nickel pour préchauffer le filament. Le préchauffage est rendu nécessaire car tant que le moteur n’a pas démarré le filament ne chauffe pas, et tant que le filament ne chauffe pas le moteur ne peut pas démarrer…

Photo 16 : Bougie à incandescence

Il y a un très grand choix de marques et de bougies. Les bougies à incandescence sont classées en température. Le classement s’étend de très froide à très chaude en passant par froide, moyenne et chaude. Mais chaque fabriquant a son système de classement et numérotation ; parfois difficile à comprendre. Le choix de la température de bougie est très important car il détermine l’instant d’allumage. Si la bougie est trop chaude ou trop froide, l’allumage est précoce ou tardif, et le moteur fonctionne alors moins bien. Pour un premier choix le mieux et de se fier à la notice du moteur ou à défaut de choisir une bougie moyenne (medium en anglais). Pour affiner le choix on pourra prendre en compte les critères suivants :

    • Par temps froid et humide il faut utiliser une bougie plus chaude,
    • Les petits moteurs (2,5 cm3 et moins) nécessitent souvent une bougie plus chaude,
    • Un carburant avec plus de nitrométhane nécessite une bougie plus froide,
    • Une compression forte implique une bougie froide,
    • Un moteur 4T doit utiliser une bougie spéciale 4T (chaude).

Pour compliquer un peu plus les choses il faut savoir qu’il existe des bougies faites pour 2 V au lieu de 1,5 V ; il faut les alimenter avec une batterie au plomb de 2 V. Il existe aussi des bougies à filetage long pour les gros moteurs à ne pas mettre là où une bougie à filetage court est prévue, au risque de voir la bougie être heurtée par le piston. On trouve encore d’autres types de bougies plus ou moins spéciales, dont certaines ont une petite tige de protection du filament appelée barrette de ralenti sensée contrer les calages à la reprise.

Le choix des bougies à étincelle (voir photo 17) est moins critique que celui des bougies à incandescence. Mais là encore il a un problème de température. Trop froide, la céramique interne de la bougie va s’encrasser et l’étincelle disparaître ; trop chaude, l’électrode centrale va finir par commencer à fondre (perlage), ce qui changera l’écartement entre l’électrode centrale et latérale et arrêtera aussi l’étincelle. Étant donné les variantes dimensionnelles, le mieux est de toujours s’en tenir aux recommandations du fabricant du moteur et de ne changer de bougie qu’en cas de problème de température avéré (perlage ou encrassement de la céramique centrale).

Le réglage de l’écartement entre les deux électrodes d’une bougie à étincelles est très important. C’est la première chose à vérifier en cas de problème d’allumage. L’écartement à maintenir dépend du circuit électrique (ou électronique) d’allumage. Il peut varier de 0,3 mm à 1 mm selon les cas. Un écartement trop fort empêche toute étincelle, un écartement trop faible en diminue l’efficacité. Dans le cas d’un allumage à magnéto l’écartement doit rester faible et bien réglé, car dans ce cas la tension d’allumage, proportionnelle au régime de rotation est très limitée au démarrage qui nécessitera des impulsions très énergiques.

Photo 17 : Bougie à étincelles

Dispositifs de préchauffage et annexes :

Les magasins de modélisme offrent une multitude de clips, pinces et dispositifs d’alimentation au sol pour les bougies à incandescence : monoblocs ou sous forme de pince avec une batterie déportée. On trouve aussi des circuits permettant de transformer le 12 V de la batterie du démarreur en 1,5 V permettant ainsi d’économiser une batterie. Cet accessoire dispose souvent de ce qui devrait être obligatoire, à savoir un ampèremètre. En effet, les faux contacts et bougies grillées étant monnaie courante, l’ampèremètre est un élément de diagnostic très précieux.

Un « chauffe bougie » embarqué (voir photo 18) n’est pas indispensable, et même rarement utilisé, mais il représente néanmoins une amélioration intéressante car les bougies à incandescence ont tendance à être trop froides à faible puissance. Le chauffe bougie embarqué fait passer un courant dans la bougie d’autant plus important que la commande de gaz est proche du ralenti, mais supprime tout courant au-delà d’environ un tiers de gaz. Ceci qui a pour effet de rendre le ralenti plus lent et plus stable.

Photo 18 : Chauffe bougie embarqué

précisions sur les bougies glow plug :

Le chiffre représentant l’indice de la bougie correspond au diamètre du filament.
Plus le diamètre est gros, moins la bougie chauffera. Et inversement.
Donc , plus le chiffre est élevé , plus la bougie est dites : "froide"
Plus le chiffre est bas , plus la bougie est dites : "chaude"
Bougie chaude, à utiliser par temps froid , et bougie froide à utiliser par temps chaud.
Les réglages des vis du carbu ( richesse, ralentit, reprise, contre reprise ) sont légèrement différents en fonction de l'indice de bougie utilisée.
L'indice utilisé le plus fréquemment est l'indice 6. ( bougies R&B )
Ensuite, il existe des bougies "standard" , à culot droit , et les bougies "Turbo" à culot conique, elles ne sont donc pas interchangeables.

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© 19/07/2016 - Dernière modification : 20/07/2016 - F4CVM / Pascal & Killian