Brevet FR2483014A1 — publié le 19811127

Bougie d'allumage. La présente invention concerne une bougie d'allumage comportant un passage d'introduction d'air, pour des moteurs à combustion interne, notamment des moteurs à essence, qui permet d'introduire de l'air auxiliaire dans un cylindre lors- que la pression interne du cylindre diminue, afin d'y abaisser la température et de permettre la combustion complète des gaz non brûlés restant dans le cylindre, grâce à quoi la quantité de substances contenues dans les gaz d'échappement et provo- quant une pollution de l'environnement est réduite, de sorte que l'économie de carburant réalisée est augmentée. Il est connu qu'un gaz non brûlé restant dans un cylin- dre d'un moteur à combustion interne après la fin d'une course de détente provoque une augmentation de la température à l'in- térieur du cylindre et qu'une telle augmentation de températu- re a des effets désavantageux sur les performances du moteur. Il est également connu que ce gaz non brûlé produit des oxydes d'azote dus à la température élevée dans le cylindre, et que ces oxydes d'azote provoquent une pollution de l'environnement lorsqu'ils sont évacués du moteur. Pour soumettre le gaz non brûlé à une combustion secon- daire dans le cylindre, on a essayé des méthodes d'insufflation d'air dans le cylindre,-mais aucune ne s'est traduite par une utilisation pratique. On sait que la pression dans le cylindre est réduite localement à la fin de la détente et au début de l'échappement. On pense que cette diminution de pression est provoquée par le gaz brûlé durant la propagation des flammes. La présente invention permet d'insuffler facilement de l'air secondaire dans le cylindre à la fin de la détente, sans avoir à modifier le moteur à combustion interne. La bougie d'allumage suivant l'invention est donc très efficace. Dans une bougie d'allumage comportant une électrode centrale comprenant un passage de part en part formant un passage d'introduction d'air, ce problème est résolu grâce au fait qu'une soupape de retenue est disposée dans une partie intermédiaire dudit passage d'introduction d'air de façon à empêcher le gaz qui se trouve dans le cylindre de s'échapper. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limita- tif, un mode de réalisation de l'invention. La figure l est une vue de face, partiellement en cou- pe longitudinale, d'une bougie d'allumage suivant la présente invention; la figure 2 est une vue explosée d'une partie du mode de réalisation représenté sur la figure l; et la figure 3 est une vue en perspective d'une soupape mobile du mode de réalisation de la figure 1. En se référant aux figures, la référence 1 désigne une électrode centrale située au centre d'un corps 2 de bougie d'allumage. Cette électrode comporte une partie 3 de diamètre plus important au niveau d'une section intermédiaire, ainsi qu'un perçage 4 traversant l'électrode d'une extrémité à l'autre. La partie 3 de diamètre plus important contient un siège de soupape 6 en matériau fritté et comportant un perça- ge vertical 5, un court tube 7 retenant le siège de soupape 6 dans la partie de diamètre plus important, et une soupape mobi- le 10 en matériau fritté, ladite soupape 10 étant composée d'une partie conique 8 et d'une partie cylindrique 9 et étant insérée de façon coulissante dans le court tube 7. La soupape mobile 10 présente, au niveau de parties opposées de la surface périphérique extérieure de la partie cylindrique 9, des rainures longitudinales il qui s'étendent de l'extrémité inférieure de la partie conique 8 jusqu'à l'ex- trémité inférieure de la partie cylindrique 9. Ces rainures sont coudées au niveau de l'extrémité inférieure de la partie cylindrique suivant la direction diamétrale, de façon à commu- niquer avec un perçage borgne 12 creusé dans l'extrémité infé- rieure de la partie cylindrique. La référence 29 désigne une électrode du type à cro- chet, la référence 30 une partie filetée de montage sur le cy- lindre, la référence 31 une rondelle, la référence 32 une par- tie isolante et la référence 33 une borne pour fil haute tension. - * -Il suffit de mettre la bougie d'allumage suivant l'in- vention dans une position prédéterminée dans un moteur à com- bustion interne. Le fonctionnement d'une bougie d'allumage suivant l'in- vention est le suivant. Lorsque la pression dans le cylindre est. importante, la soupape mobile 10 reçoit cette pression au niveau du perça- ge borgne formé dans sa partie inférieure de sorte que cette soupape mobile est déplacée vers le siège de soupape 6. Il en résulte que le perçage 5 dans la partie centrale du siège de soupape 6 est fermé de façon étanche par la partie conique 8 de la soupape 10, ce qui empêche la pression régnant dans le cylindre de s'échapper à l'extérieur. Lorsque la pression dans le cylindre est réduite momen- tanément à zéro, l'extrémité avant de la soupape mobile s'écarte du siège de soupape et se déplace vers une surface 34 formant siège dans la partie 3 de diamètre plus important. La soupape 10 glisse sans à-coups si le court tube 7 est consti- tué par un métal, tel que de l'acier inoxydable, qui possède un faible coefficient de dilatation thermique et résiste bien aux températures élevées. L'air secondaire pénètre à travers le perçage 4 de l'électrode centrale par son extrémité supérieure et circule le long des rainures longitudinales il ménagées dans la surfaa- ce périphérique extérieure de la valve 10 pour arriver dans le cylindre par l'intermédiaire de la partie du perçage 4 qui se trouve en-dessous de la partie 3 de diamètre plus important. Suivant la présente invention, la soupape 10 se dépla- ce automatiquement en fonction des variations de pression dans le cylindre pour ouvrir et fermer l'orifice de la soupape de façon très précise. Dans un moteur à combustion interne utilisant une bou- gie d'allumage, l'orifice de la soupape s'ouvre en-réponse à- une diminution de la pression du gaz brûlé dans le cylindre de sorte que de l'air est envoyé dans le cylindre. Il en résulte que le gaz résiduel se trouvant dans le cylindre en est évacué par l'air qui y est envoyé. De ce fait, le gaz résiduel dans le cylindre est remplacé par l'air secondaire à une température relativement faible. Par conséquent, la quantité et la tempéra- ture des gaz brûlés dans le cylindre décroissent fortement de sorte que l'air secondaire-introduit dans le cylindre de la façon mentionnée cidessus est très utile pour la combustion -lors de la détente suivante. Ceci permet td'améliorer le rende- ment volumétrique, le rendement de remplissage et la pression efficace. Par conséquent, cela permet de réduire nettement la consommation de carburant. De plus, la température dans le cy- lindre après l'échappement et la température des gaz d'échappe- ment sont diminuées de sorte que la formation d'oxydes d'azote peut être minimisée. On expérimente la bougie d'allumage suivant l'inven- tion sur un véhicule de tourisme comportant un moteur à combus- tion interne possédant les caractéristiques suivantes. - Type: moteur à essence, 4 temps. - Diamètre intérieur x course: 88 x 82 (4 cylindres). - Cylindrée: 1994 cm3. - Puissance maximum: 95 p.s./5000 t/mn. - Couple maximum: 16 kgm/3200 t/mn. Les résultats de l'expérience montrent qu'une automo- bile équipée de bougies d'allumage suivant l'invention permet d'économiser du carburant par rapport à une automobile équipée de-bougies d'allumage classiques disponibles dans le commerce. -La consommation de carburant d'une automobile utilisant les bougies d'allumage suivant la présente invention lorsque cette automobile roule à 40-80 km/h est réduite de 25,6 % par rapport à celle d'une automobile utilisant des bougies d'allumage classiques et roulant dans les mêmes conditions. On voit d'après ce qui précède qu'une bougie d'alluma- ge suivant l'invention peut être installée dans un moteur à combustion interne classique sans avoir à le modifier. Dans une bougie d'allumage suivant l'invention, un corps de soupape se trouvant dans une chambre de soupape glisse à l'intérieur de celle-ci sous l'effet de la différence de pression apparais- sant à la fin de la détente ou au début de l'échappement, sans être influencée par d'autres facteurs. Par conséquent, l'ori- fice de la soupape est ouvert et fermé de façon précise suivant le cycle du moteur de sorte que de l'air extérieur peut être introduit efficacement dans le cylindre. Dans une bougie d'allumage suivant l'invention, l'étan- chéité à l'air n'est jamais supprimée de sorte qu'il n'y a jamais d'explosion anormale. Par conséquent, une bougie suivant l'invention possède une endurance importante et peut être uti- lisée de façon très avantageuse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du ca- dre de l'invention. 6 2483014 REVENDICATIONS - 1. Bougie d'allumage comportant une électrode centrale comprenant un passage de part en part formant un passage d'in- troduction d'air, caractérisée en ce qu'une soupape de retenue est'diposée dans une partie intermédiaire dudit passage d'in- troduction d'air de façon à empêcher le gaz qui se trouve dans le cylindre de s'échapper. 2. Bougie d'allumage comportant une électrode centrale comprenant un passage de part en part formant un passage d'in- troduction d'air,-caractérisée en ce qu'elle comporte une cham- bre de soupape formée dans ledit passage d'introduction d'air par élargissement d'une partie intermédiaire de ce passage, un siège de soupape ménage dans ladite chambre de soupape, une soupape mobile dans ladite chambre de soupape, et un cylindre de guidage dans la chambre de soupape qui entoure ladite soupape mobile. 3. Bougie d'allumage suivant l'une des revendications i ou 2, caractérisée en ce que ledit siège de soupape est en matériau fritté et comporte un perçage traversant dans sa par- tie centrale, ladite soupape mobile est en matériau fritté et présente une partie conique et une partie cylindrique, la par- tie cylindrique comporte des rainures longitudinales qui s'étendent de l'extrémité inférieure de ladite partie conique jusqu'à l'extrémité inférieure de ladite partie cylindrique et communiquent avec un perçage borgne creusé dans la partie extrême inférieure de ladite partie cylindrique. 4. Bougie pour l'allumage de carburant gazeux dans le cylindre d'un moteur à essence, comportant un corps de bougie isolé creusé d'un perçage traversant suivant sa direction axiale, ainsi qu'une électrode centrale logée dans ledit per- çage traversant et creusée elle-même d'un perçage traversant, caractérisée en ce que le passage traversant de l'électrode centrale est élargi au niveau de sa partie intermédiaire pour former une chambre de soupape; et en ce qu'elle comporte en outre une soupape de retenue logée dans ladite chambre de soupape pour empêcher le carburant gazeux dans le cylindre de s'échapper. 5. Bougie d'allumage suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un siège de sou- pape situé du côté de l'entrée de l'air dans la chambre de soupape. 6. Bougie d'allumage suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un tube de guida- ge dans la chambre de soupape pour permettre à la soupape de retenue d'y coulisser. 7. Bougie d'allumage suivant la revendication 5, ca- ractérisée en ce que la soupape de retenue comporte une partie conique et une partie cylindrique, la partie conique étant située du côté dudit siège de soupape. 8. Bougie d'allumage suivant la revendication 7, ca- ractérisée en ce que ladite partie cylindrique comporte au moins une rainure qui s'étend de l'extrémité inférieure de la partie conique jusqu'à l'extrémité inférieure de la partie cylindrique pour communiquer avec le perçage central de l'élec- trode dans la position ouverte. 9. Bougie d'allumage suivant la revendication 8, ca- ractérisée en ce que le fond de la partie cylindrique est creusé d'un perçage borgne. 10. Bougie d'allumage suivant la revendication 4, ca- ractérisée en ce que la soupape de retenue est en matériau fritté. 11. Bougie d'allumage suivant la revendication 5, ca- ractériséeence que ledit siège de soupape est en matériau fritté.