Brevet FR2274797A1 — publié le 19760109

La présente invention a pour objet un dispositif d'allumage pour moteur à explosion. L'augmentation des performances des moteurs à explosion, et en particulier des moteurs destinés à ltentraShement des véhicules automobiles, est obtenu par l'augmentation du taux de compression du mélange détonant, d'une part, et de la vitesse de rotation, d'autre part. L'augmentation du taux de compression a pour conséquence une augmentation de l'énergie thermique que doivent fournir les étincelles délivrées par les bougies d'allumage tandis qu'une augmentation de la vitesse de rotation conduit à une augmentation de la fréquence de ces étincelles. I1 est évident que tout cela mène à une augmentation de la puissance électrique consommée par le dispositif d'allumage. Pour un dispositif classique d'allumage comprenant une bobine élévatrice de tension dont 1' enroulement primaire est relié à une source de tension continue, par l'intermédiaire d'un organe rupteur mécanique, shunté par une capacité, et dont l'enroulement secondaire est relié aux bougies, par l'intermédiaire d'un organe distributeur, l'augmentation de la fréquence des étincelles se traduit par l'augmentation de la fréquence de travail de l'organe rupteur formé généralement de vis platinées. Or, l'établissement du contact à l'aide de l'organe rupteur, en particulier aux fréquences de travail de ce dernier plus élevées, ne se fait pas instantanément, de manière nette, à cause des rebondissements de l'organe rupteur. Ces rebondissements, d'une part, et le fait que la bobine constitue une impédance induct ive complexe, d'autre part, font apparaître une série d'oscillations qui donnent lieu à un courant inverse et par conséquent retardent l'établissement du courant dans l'enroulement primaire de la bobine. Aux grandes vitesses, la rupture du contact se produit avant même que le courant ait eu le temps de s'établir et d'atteindre l'intensité nécessaire à la bonne marche de la bobine et par conséquent à la production d'une étincelle capable d'assurer un allumage correct du mélange. Il en résulte un mauvais allumage du mélange, donc une mauvaise combustion et par conséquent une mauvaise exploitation du carburant. Diverses solutions ont été proposées pour remédier à cet inconvénient du dispositif d'allumage en usage depuis de nombreuses années. Ces solutions comprennent aussi bien celles qui consistent à remplacer l'organe rupteur mécanique par un organe rupteur électronique que celles qui consistent à perfectionner un dispositif à organe rupteur mécanique en lui associant des circuits électroniques plus ou moins complexes dont le role est de réduire les défauts de l'organe rupteur mécanique. Toutefois, ces solutions présentent l'inconvénient d'être très complexes et par conséquent onéreuses tout en n'améliorant que d'une manière peu satisfaisante les conditions d'al limage Le but de la présente invention est de fournir un dispositif d'allumage à organe rupteur mécanique ne présentant pas les inconvénients précités. A cet effet, le dispositif d'allumage selon l'invention, comprenant une bobine élévatrice de tension dont l'enroulement primaire est relié à une source de tension continue, par l'intermédiaire d'un organe rupteur mécanique, shunté par une capacité, et dont l'enroulement secondaire est relié aux bougies, par l'intermédiaire d'un organe distributeur, est caractérisé par le fait que l'organe rupteur est relié à l'enroulement primaire par l'intermédiaire d'un circuit électronique de filtrage et de retard comprenant un thyristor dont l'anode est reliée au rupteur et la cathode à l'enroulement, une première, une deuxième et une troisième résistance montées en série entre cette anode et cette cathode, un premier et un second condensateur reliés entre la cathode et le point de connexion des première et deuxième, respectivement des deuxième et troisième résistances, une première diode montée tête-bêche avec le thyristor, une seconde diode dont la cathode est reliée à l'anode du thyristor et dont l'anode est reliée au point de connexion des première et deuxième résistances, l'électrode de commande du thyristor étant reliée au point de connexion des deuxième et troisième résistances. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention ainsi que les caractéristiques de fonctionnement du dispositif selon l'invention et d'un dispositif classique. La figure 1 est un schéma du dispositif selon cette forme d'exécution. La figure 2 montre la tension aux bornes de 1' enroulement primaire de la bobine élévatrice de tension d'un dispositif classique. La figure 3 montre la tension aux-bornes de l'enroulement primaire de la bobine élévatrice de tension d1un dispositif conforme à l'invention. Le dispositif représenté à la figure 1 comprend un organe rupteur 1 relié, d'une part, au pôle positif d'une batterie, non représentée, et d'autre part, à l'anode A d'un thyristor T dont la cathode K est reliée à l'une des extrémités de l'enroulement primaire 2 d'une bobine B élévatrice de tension, l'autre extrémité de cet enroulement primaire 2 étant reliée àla masse. L'une des extrémités de l'enroulement secondaire 3 de la bobine B est reliée au doigt 4 d'un distributeur 5 dont les plots 6 sont reliés aux bougies non représentées. L'organe rupteur 1 est shunté par un condensateur C. Entre l'anode A et la cathode K du thyristor T sont reliées, en série, trois résistances R1, R2 et R3. Un premier condensateur C1 est relié entre le point de connexion des résistances R1 et R2 et la cathode K du thyristor, un second condensateur C2 étant relié entre cette dernière et le point de connexion des résistances R2 et R3. Une première diode D1 est montée tête-bêche avec le thyristor T et une seconde D2 en parallèle avec la résistance R1 de manière que son anode soit reliée au point de connexion de cette résistance avec la résistance R2 et sa cathode à l'anode du thyristor T. L'électrode de commande ou la gâchette G du thyristor T est reliée au point de connexion des résistances R2 et R3. Comme on le voit, l'organe rupteur 1 est relié à l'enroulement primaire 2 de la bobine B par l'intermédiaire d'un circuit électronique de filtrage et de retard dont le rôle est de supprimer les oscillations aussi bien lors de l'établissement du contact que lors de la rupture de celui-ci. Un dispositif selon l'invention a été réalisé en ajoutant au dispositif classique dont est muni le moteur d'une automobile Renault 16TS un circuit de filtrage et de retard selon l'invention formé d'éléments suivants T : thyristor 2N4173 D1 : diode 2A, tension inverse de crête 600 V D2 : diode BA100 2 R1 : 2200 ohms; 0, 5 W R2 : 120 ohms; 0, 5 W R3 : 820 ohms; 0, 5 W C1 : 2,2 au C2 : 2,2/F. La figure 2 montre la tension aux bornes de l'enroulement primaire 2 obtenue avec le dispositif d'allumage sans le circuit électronique, c'est-à-dire en court-circuitant celui-ci par une connexion directe de l'organe rupteur 1 avec l'enroulement primaire 2. On y voit que les oscillations dùes aux rebondissements de l'organe rupteur et à l'impédance induct ive complexe de la bobine retardent 1' établissement d'une tension constante et stable aux bornes de l'enroulement primaire et par conséquent d'un courant constant et stable traversant celui-ci. L'établissement d'un courant stable est important pour l'évolution de la tension d'allumage fournie par l'enroulement secondaire 3 de la bobine lors de la rupture du contact. La caractéristique représentée à la figure 2 a été obtenue à une vitesse de moteur de 900 t/min. Il est par conséquent évident qu'aux vitesses élevées la rupture du contact se produira avant qu'un courant correct ait pu s'établir, de sorte que la tension fournie par l'enroulement secondaire ne permettra pas d'obtenir une étincelle suffisante pour assurer l'allumage correct du mélange et par conséquent une explosion suffisante de celui-ci. Les mesures effectuées à 5000 t/min l'ont, en effet, confirmé. La figure 3 montre la tension aux bornes de 1' enroulement primaire 2 obtenue avec le dispositif d'allumage selon l'invention, c'est-à-dire avec le circuit électronique de filtrage et de retard formé des éléments ayant des caractéristiques indiquées ci-dessus. On y voit que, un bref instant après la fermeture du contact, on obtient aux bornes de l'enroulement primaire 2 une tension stable sans aucune oscillation et par conséquent un courant stable. Cela est dû au circuit de filtrage et de retard qui bloque le thyristor pendant le temps de rebondissements de l'organe rupteur et supprime les oscillations. Cette caractéristique est également obtenue à 900 t/min. Les mesures effectuées à 5000 t/min ont démontré qu'un courant correct et stable est établi dans 1' enroulement primaire lors de chaque établissement de contact. L'efficacité du dispositif d'allumage selon l'invention a été confirmée lors des essais comparatifs sur route avec les voitures automobiles, notamment une Renault 16TS et une Austin 1000. Ces essais, qui ont été faits sur un même parcours de 500 km, dans les mêmes conditions de vitesse, d'abord avec le moteur fonctionnant avec le dispositif d'allumage sans l'utilisation du circuit électronique selon l'invention puis avec le même moteur fonctionnant avec le circuit électronique, ont démontré que le dispositif selon l'invention permet de réaliser une économie d'essence d'environ 30 %. En outre, dans ce second cas, les reprises ont été meilleures. Le dispositif d'allumage selon l'invention permet en outre de prolonger la durée de vie des vis platinées et des bougies et cela du simple au double. Il présente, en outre, l'avantage d'être de construction simple et de pouvoir être réalisé par l'adjonction du circuit électronique à un dispositif classique existant déjà sur le moteur : il suffit de monter le circuit électronique, qui peut être réalisé sous forme compacte ou d'un circuit intégré, en série entre l'organe rupteur et l'enroulement primaire de la bobine. Dans ce cas, il est nécessaire de corriger l'avance d'allumage pour compenser le temps de blocage du thyristor. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'allumage pour moteur à explosion, comprenant une bobine élévatrice de tension dont l'enroulement primaire est relié à une source de tension continue, par l'intermédiaire d'un organe rupteur mécanique, shunté par une capacité, et dont l'enroulement secondaire est relié aux bougies, par l'intermédiaire d'un organe distributeur, caractérisé par le fait que l'organe rupteur est relié à l'enroulement primaire par l'intermédiaire d'un circuit électronique de filtrage et de retard comprenant un thyristor dont l'anode est reliée au rupteur et la cathode à l'enroulement, une première, une deuxième et une troisième résistance montées en série entre cette anode et cette cathode, un premier et un second condensateur reliés entre la cathode et le point de connexion des première et deuxième, respectivement des deuxième et troisième résistances, une première diode montée tête-bêche avec le thyristor, une seconde diode dont la cathode est reliée à l'anode du thyristor et dont l'anode est reliée au point de connexion des première et deuxième résistances, l'électrode de commande du thyristor étant reliée au point de connexion des deuxième et troisième résistances.. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les valeurs desdites première, deuxième et troisième résistances sont, respectivement, de 2200, 120 et 820 ohms, la capacité de chacun desdits con densateurs étant de 2,2 g F.