Brevet FR2433251A1 — publié le 19800307

L'inconvénient des bougies actuelles pour provoquer le départ des moteurs Diesel consiste en la nécessité d'un préchauffage prolongé. C'est surtout en période de grands froids que la batterie est alors mise à très forte contribution. Cet aléa de ne pouvoir obtenir le préchauffage nécessai- re dans un laps de temps aussi court que possible a jusqutà présent considérablement freiné la généralisation de l'emploi des moteurs Diesel sur les véhicules automobiles courants. Tous les moyens utilisés jusqu'à présent pour favoriser une aocêlération de l'incandescence se sont révélés trop inertes pour assurer un résultat vraiment satisfaisant. Le but de la présente invention consiste à créer une bougie permettant un départ rapide des moteurs Diesel indépendamment de la température ambiante. Des essais ont démontré qu'il etait possible, grâce à l'invention, d'obtenir pour la bougie en deux secondes tout au plus un échauffement atteignant 32000 C de sorte que, même lors de grands froids, les moteurs Diesel peuvent démarrer aussi vite que les moteurs à essence. Les matériaux utilisés pour le préchauffage de ces nouvelles bougies peuvent atteindre en deux secondes au plus, une température de 40000 C et leur durée d'utilisation est bien plus longue que celle des bougies actuellement en usage, sans que leur fabrication soit plus coûteuse. En plus, au cune surveillance particulière n'est nécessaire et, par ailleurs, la résistance d'appoint, ordinairement indispensable, est supprimée. Le montage de ces nouvelles bougies peut se faire comme pour les anciennes sans nétessi- ter la moindre transformation à apporter au moteur. Suivant l'invention il est fait emploi pour l'élément chauffant d'un alliage de wolfram-thorium et autres, dans lesquels le wolfram est combiné par exemple avec de l'argent, du cuivre, du carbone qui sont d'un poids spécifique élevé et utilisables pour des températures de 20000C à 150000 C. Le tantale peut également être envisagé. Quant à l'élément à incandescence qui doit avoir une résistance thermique très élevée, il est prévu en particulier un matériau dénommé "Nimonik 105" composé d'un alliage de nikel-chrome-cobalt avec teneur en molybdène et addition élevée de titane et d'aluminium. L'élément chauffant peut être un filament droit, hélicoldal ou affecter la forme d'un petit rouleau. Du fait que le wolfram-thorium et les autres alliages précités risquent dans leur incandescence 'être rapidement détériorés par l'oxygène, il est indispensable d'empêcher leur contact avec oelui-ci. Dans ces conditions, il est recommandé de placer l'élément chauffant sous vide ou de ltentourer de gaz rare, tel que l'argon et autres. Les deux dispositions sont réalisables sans difficulté. Pour la transmission de la chaleur il est favorable d'adopter un corps en céramique qui a l'avantage supplémentaire d'éviter le contact entre l'élément chauffant et ltélément d'incandescence. Du fait que lors de l'enclenchement l'élément chauffant atteint immédiatement une température de 40000 C, celle-ci est de suite transmise au tube en céramique et à l'élément d'incandescence qui, de ce fait, est porté à une température de 1200 à 14000C. Le tube en céramique (alumine) peut être supprimé lorsque ltélé- ment chauffant est sous vide ou entouré de gaz rare (argon). L'élément à incandescence en"Némonik 105" peut, pendant des années durant, être exposé à des températures de 13000C à 14000C sans etre attaqué par l'oxygène ou le soufre contenu dans le carburant. Le filament chauffant en wolfram-thorium et autres alliages est en outre suffisamment résistant pour pouvoir supporter, sans le moindre dommage, les trépidations provoquées par le moteur, même dans les cas où le tube en céramique n > est pas prévu. La bougie, suivant l'invention, peut ainsi etre exécutée soit avec ou sans tube en céramique, soit comporter une isolation consistant en un gaz rare (argon) ou sous vide. La bougie, en un premier très court instant(une fraction de seconde), consomme un courant de 80 Ampère qui décroit ensuite rapidement jusqu'à 40 ou 35 Ampère. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes d'exécution de la bougie concernant l'invention. Fig. 1 montre une première forme d'exécution dans laquelle le filament chauffant est enroulé en hélice; Fig. 2 se rapporte à une deuxième forme d'exécution avec filament chauffant en forme de baguette; Fig. 3 a trait à une troisième forme d'exécution avec filament chauffant, également en forme de baguette,mais entouré de ltelément à incandescence; Fig. 4 fait voir la portion inférieure d'une bougie suivant une quatrième forme d'exécution avec élément chauffant vrillé entouré de gaz rare (argon); Fig. 5 concerne une cinquième forme d'exécution qui diffère de la forme d'exécution de la Fig. 4 en ce que l'embase de la bougie est entourée d'une douille en matière à haute résistance thermique (Nimonik 105);; Fig. 6 illustre une sixième forme d'exécution dans laquelle l'élément chauffant a l'aspect d'un petit rouleau. Le corps de la bougie (Fig. I) est vissé au moyen du filet 2 dans la carcasse du moteur. La mise en circuit 3 (+) a lieu entre l'écrou 4 et la rondelle 5 sur la barre 6, laquelle est séparée de la masse 8 (-) par une isolation 7. Â la barre 6 est raccordé l'élément chauffant 9, consistant par exemple en un filament 9 en alliage wolfram-thorium entouré d'une douille 10 en céramique assurant la transmission de chaleur. L'élément d 'in- candescence est désigné par 11 et est constitué par un matériau de haute résistance thermique tel que par exemple le "Nimonik 105" déjà cité, serti dans le corps 1 de la bougie. La forme d'exécution -de la Fig. 2 diffère de la précédente en ce que l'élément chauffant est ici un filament droit 12. (A noter que l'alliage wolfram-thorium a la propriété d'un accroissement de résistance de 0,0051 ohm par augmentation de température d'un degré). Dans la forme d'exécution de la Fig. 3, ltélément chauffant 12, également en alliage wolfram-thorium ou autre, est constitué par un filament rectiligne et serti dans l'élément à incandescence 13 (en Nimonik 105) avec joints 14 par exemple en amiante. Cette disposition a comme but d'éviter le courcircuitage entre les éléments 3, 6 et ltétrier 15 formant ici I'embase de la bougie. Si une telle connexion existait, l'élément 12 ne pourrait pas chauffer, car le courant passerait directement sur la douille 13 de l'élé- ment à incandescence. Celui-ci est en contact direct avec l'ambiance grâce à des évidements 16 dans l'étrier 15. Dans la forme d'exécution de la Fig. 4 le filament, ici enroulé en hélice, est entouré d'un gaz rare 18 (argon) à l'intérieur d'une douille 19 en céramique (éventuellement en chàrbon) sur laquelle est disposé l'élément à incandescence 20. L'isolation 21 est ici de préférence de ltalumine. La forme d'exécution de la Fig. 5 diffère de celle de la Fig.4 en ce que l'embase 21 du corps de la bougie ntest pas rapportée, mais prévue d'une seule pièce L'élément chauffant 17 est entouré de gaz rare 18. La douille 19 en céramique est ici supprimée. L'élément à incandescence 23 est directement chaussé sur l'embase 21. Dans la forme d'exécution de la Fig. 6, l'élément chauffant 24, à l'instar de la Fig. 5, se trouve entouré d'un milieu 18 de gaz rare et où l'élément à incandescence 20 est monté comme dans l'exemple de la Fig. 4. Toutefois, l'élément chauffant 24 est épaissi en forme de rouleau, cette surépaisseur évitant la combustion de l'élément chauffant qui, au centre, s'échauffe le plus rapidement et atteint l'intensité la plus forte. Les bougies sont toutes montées en parallèle de façon qu'en cas de défectuosité de l'une d'entre elles, le démarrage soit tout de même assuré, alors que le montage en série ne le permetterait pas. La bougie, suivant l'invention, peut trouver son application à des brûleurs à huile et à gaz, ainsi qutà des turbines à gaz et pour l'allumage des propulseurs d'avions. R D I C A U I 0 3 1) Bougie d'allumage accélérant le départ, en particulier de moteurs Diesel, composée d'un élément chauffant et d'un élément à incandescence, caractérisée en ce que l'élément chauffant (9, 12, 17) est constitué par un filament en alliage de wolfram ou en tantal, l'élément à incandescance (11 13, 20) étant en matériau de haute résistance thermique. 2) Bougie d'allumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que pour l'élément chauffant l'alliage du wolfram a lieu avec du thorium, de l'argent, du cuivre, du carbone de poids spécifique élevé et utilisable pour des températures de 20000C à 150000C et que pour l'élément à incandescence il est fait usage d'un matériau composé d'un alliage de nikel-chromecobalt avec teneur en molybdène et addition élevée de titane et d'aluminium (Nimonik 105). 3) Bougie d'allumage suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément chauffant est un filament soit façonné en hélice (9, 17) > soit droit (12), soit épaissi en forme de rouleau (24). 4) Bougie d'allumage suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'élément chauffant (12) est serti dans une douille (13) faisant office d'élément à incandescence et comportant des joints (14), cette douille (13) étant en contact direct avec l'ambiance grâce à des évidements dans l'étrier (15) formant ltembase du corps (1) de la bougie. 5) Bougie d'allumage suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'élément chauffant (17) est placé sous vide ou entouré de gaz rare (18) contenu dans une douille (19) en céramique ou éventuellement en charbon et coiffée de l'élément à incandescence (20). 6) Bougie d'allumage suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le gaz rare est de l'argon. 7) Bougie d'allumage suivant l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 5 et 6, caractérisée en ce que l'embase (21) du corps (1) de la bougie est avec celui-ci d'une seule pièce, l'élément à incandescence (22) entourant directement cette embase.