Brevet FR2231849A1 — publié le 19741227

L'invention concerne un procédé de fonctionnement de moteurs à combustion interne au moyen de mélanges pauvres de carburant et d'air, ainsi qu'un dispositif comprenant une forme de bougie spécialement modifiée qui permet de faire fonctionner ces moteurs dans ces conditions. Il est désirable de faire fonctionner avec des mélanges pauvres les moteurs à combustion interne employant comme carburant l'essence, les gaz de pétrole liquéfiés ou le gaz naturel liquéfié, mais un inconvénient associé à l'utilisation de ces mélanges est la difficulté de les allumer par étincelle à l'intérieur des cylindres du moteur. Une fois allumés, ces mélanges continuent ae brûler de façon satisfaisante, mais ils nécessitent une étincelle d'allumage qui soit réglée exactement et qui ait une grande puissance et même alors, il peut encore se produire des ratés par suite d'un défaut d'allumage. L'invention a pour objet un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne du type à allumage par étincelle qui consiste à fournir au moteur un mélange pauvre de carburant et d'air comme charge principale et à fournir un supplément de carburant au moteur au voisinage des électrodes de la bougie ou de chaque bougie du moteur pour faciliter I1 allumage du mélange pauvre, ce supplément de carburant étant amené par des conduits prévus dans la ou les bougies. Quand on fait fonctionner ainsi un moteur, le carburant supplémentaire forme un mélange plus facile à allumer au voisinage des électrod-es ce qui fait que l'atmosphère située entre les électrodes contient suffisamment de carburant pour permettre à l'allumage de se produire de façon satisfaisante dans les conditions normales de fonctionnement sans que des mesures spéciales soient nécessaires pour le réglage ou la puissance de l'étincelle. Il est vrai que le mélange plus facile à allumer est plus ricne en carburant que le mélange pauvre mais il suffit normalement d'une petite quantité de ce mélange plus riche pour assurer l'enrichissement en carburant de l'atmosphère située entre les électrodes de la bougie, dans le cylindre ou dans chaque cylindre. il neut être désirable dans certaines circonstances de prévoir le rrclange plus facile à allumer au voisinage des électro des de chaque bougie du moteur en amenant un mélange de carburant et d'air à travers les conduits mais il est souvent avantageux d'amener seulement par ce conduit du carburant pur, sous forme gazeuse ou vaporisée, le mélange nécessaire de carburant et d'air se formant in situ dans le ou les cylindres, par mélange de ce carburant à une partie du mélange pauvre fourni au moteur comme charge principale. L'invention a aussi pour objet une bougie destinée à servir dans un moteur à combustion interne en vue du fonctionnement selon le procédé ci-dessus et qui comporte, à l'intérieur du corps, des conduits qui, lorsque la bougie est en position de service dans un cylindre de moteur, assurent un passage de l'extérieur de la bougie à l'intérieur du cylindre, les conduits se terminant au voisinage de l'espacement entre les électrodes de la bougie. De préférence, le passage se termine à la paroi intérieure du culot qui entoure l'électrode centrale dans la forme classique de bougie et de laquelle part l'électrode latérale qui se dirige vers l'électrode centrale en formant l'espacement d'électrodes. Les bougies selon l'invention peuvent être de forme généralement classique, excepté le corps qui peut, si nécessaire etre élargi au dessus de i partie inférieure (culot) qui se visse dans la culasse du cylindre, pour loger les conduits mentionnés plus haut. Les conduits intérieurs du corps d'une bougie selon l'invention comprennent très avantageusement un conduit annulaire disposé symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de la bougie,un conduit de petit diamètre qui mène du conduit annulaire à une ouverture d'entrée de la paroi du corps de la bougie et un ou plusieurs conduits capillaires qui mènent du conduit annulaire à une ou des ouvertures situées au voisinage de l'espacement entre les électrodes.Le conduit de petit diamètre peut entre commandé par une valve et la valve est très avantageusement un clapet de non-retour qui agit de manière à permettre le passage de carburant ou d'un mélange de carburant et d'air du conduit de petit diamètre au conduit annulaire, uniquement pendant la course d'admission du piston dans le cylindre auquel la bougie est adap- tée. On peut très avantageusement pratiquer le procédé de l'invention en utilisant comme source de carburant un récipient sous pression contenant du gaz de pétrole ou gaz naturel liquéfié et le clapet de non-retour peut entre équilibré, relativement à la pression du gaz à l'intérieur du récipient et à la réduction de pression causée dans le conduit de petit diamètre pendant la course d'admission du piston, de façon telle que le clapet de non-retour s'ouvre pendant la course d'admission et permette à du carburant gazeux de passer du récipient au conduit annulaire puis, par le ou les conduits capillaires, au cylindre, au voisinage de l'espacement des électrodes.Un tel carburant enrichit l'atmosphère qui entoure l'espacement des électrodes et forme un mélange plus facile à allumer que le mélange pauvre amené au cy- lindre comme carburant principal. La présence d'un ou plusieurs conduits capillaires reliant le conduit annulaire et l'intérieur du cylindre est particulièrement avantageuse parce qu'ils constituent un pare-flammes empochant un retour de flamme à la source de carburant ou de mélange air-carburant. L'invention aussi pour objet un rteur a combustion interne muni d'une ou plusieurs bougies selor définition ci-dessus et qui comporte des moyens permettant d'amener du carburant ou un mélange carburant-air ayant la teneur désirée en carburant aux conduits de la bougie ou de chaque bougie; On décrira maintenant l'invention, à titre dtexemple seulement à propos de la figure du dessin schématique annexé qui montre un ensemble de bougie comprenant une sourie de carburant et une bougie, la bouge étant représentée en coupe, sa partie supérieure arrachée. La bougie comprend une électrode centrale classique 1 qui passe a' travers un manchon isolant 2 scellé dans un corps conducteur de l'électricité 5 qui présente a son exlrmit infé s rieure un culot creux qui entoure l'electrode centrale 1 et du- quel part une eiectrode latérale classique 4. Un conduit annulaire U est prévu à l'intérieur du corps 3 et disposé symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de la bougie. Un conduit ce petit diamètre 7 part du conduit b, traverse le corps 5 et arrive à une sorte prévue d ns celui-ci et qui, dans l'ensemble de bougie comportant une source de carburant et représenté par le dessin, est reliée à un récipient à carburant 8 par l'intermédiaire d'un clapet de non-retour 9 et d'un raccord 10. Un conduit capillaire 11 mène du conduit 6 à travers le corps 3 à une ouverture de la paroi intérieure du culot 5. On comprend qu'il est possible de prévoir deux ou plusieurs conduits 11. Dans le fonctionnement d'un moteur à combustion interne muni du nombre approprié de bougies comme ci-dessus, pendant la course d'admission, la pression réduite à l'intérieur du culot 5 cause ltouverture du clapet de non-retour 9 et une aspiration de carburant du conduit capillaire 11 vers l'espacement délimité par le culot 5 dans lequel il enrichit l'atmosphère qui entoure les électrodes. Lorsqu'une étincelle d'allumage Jaillit entre ces électrodes de la façon normale, 1'atmosphère enrichie, étant un mélange plus facile à allumer que le mélange pauvre fourni au moteur comme carburant principal, s'allume facilement et cause alors l'allumage du mélange pauvre de carburant et d'air qui constitue la charge principale, à l'intérieur du cylindre. On comprend qu'il est possible d'apporter diverses modifications à la bougie ci-dessus, par exemple pour faciliter la fabrication, et que la façon dont le conduit 7 de le bougie ou de chaque bougie est alimenté en carburant ou en mélange est aussi susceptible de variations. Avantageusement, une source commune de carburant peut être prévue pour un moteur à plusieurs cylindres, une tubulure d'admission appropriée menant au clapet de non-retour 9 prévu dans le tuyau d'amenée de carburant à chaque bougie. On peut retirer du moteur la bougie décrite ci-dessus de la façon classique, après avoir débranché le raccord 10. R E V E N D I ^ A T I O N S 10) Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne du type à allumage par étincelle, caractérisé par le fait que l'or. fournit au moteur un mélange pauvre de carburant et d'air comme charge principale et que l'or fournit un supplément de carburant au moteur au voisinage des électrodes de la bougie ou de chaque bougie du moteur pour faciliter l'allumage du mélange pauvre, ce supplément de carburant étant amené par des conduits prévus dans le corps de la ou des bougies 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on amène le supplément de carburant tel quel, sous forme gazeuse ou vaporisée, 3 ) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le supplément de carburant est amené d'un récipient sous pression de gaz de pétrole ou gaz naturel liquéfié 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'amenée de carburant supplémentaire du récipient sous pression à chaque cylindre du moteur est commandée par un clapet de non-retour qui s'ouvre pendant la course d'admission du piston dans chaque cylindre, 50) bougie destinée à servir dans un moteur à combustion interne, en vue du fonctionnement par le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que dans le corps sont prévus des conduits qui, lorsque la bougie est en position de service dans un cylindre, forment un passage de l'ex- térieur de la bougie vers l'intérieur du cylindre, les conduits se terminant au voisinage de l'espacement entre les électrodes0 60) Bougie selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le passage se termine à la paroi intérieure du culot de la bougie (ui, dans la forme classique de bougie, entoure ltélec- trode centrale et duquel part l'électrode latérale se dirigeant vers l'électrode centrale pour former l'espacement d'électrodes0 70) Bougie selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée par le fait qu'elle presente un conduit annulaire disposé symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de la bougie, un conduit de petit diamètre menant du conduit annulaire à une ou verture d'entrée de la paroi du corps et un ou plusieurs conduits capillaires menant du conduit annulaire à une ou des ouvertures de sortie situées au voisinage de l'espacement des électrodes. 80) Moteur à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il est équipé d'une ou plusieurs bougie selon l'une des revendications 5 à 7 et de moyens permettant d'amenér aux conduits de la bougie ou de chaque bougie du carburant ou un mélange de carburant et d'air ayant la teneur désirée en carburant.