Bloc transformateur-allumage intégré pour cylindre de moteur thermique à allumage commandé

Abstract

 - Allumage des moteurs thermiques.
- Le bloc transformateur-allumage intégré conforme à l'invention est caractérisé en ce que :
. le moyen (13) est constitué par un moyen de solidarisation démontable pour coopérer avec un filetage complémentaire présenté par l'embase (17) d'une bougie adaptée,
. et la borne (30) est en contact avec l'olive (35) d'une bougie et se trouve entourée par un manchon interne (32), en matière diélectrique, prolongeant la bobine (24) jusqu'à l'épaulement (12) et destiné à emboîter, avec étanchéité, le fût (16) d'une bougie sur laquelle le bloc est monté. - Application aux moteurs à explosion.

Description

[0001] La présente invention vise le domaine technique des moteurs thermiques, plus particulièrement, du type à explosion et à allumage commandé.

[0002] Les moteurs, du type ci-dessus, comprennent, pour chaque cylindre qu'ils comportent, une bougie d'allumage montée sur la culasse pour que les électrodes qu'elle possède soient disposées à l'intérieur de la chambre de combustion du cylindre. Une telle bougie d'allumage doit être alimentée en courant électrique de façon à produire une étincelle d'allumage entre ses électrodes pour chaque cycle de fonctionnement du cylindre.

[0003] Jusqu'à présent, l'alimentation d'une telle bougie était assurée à partir d'une source de production d'électricité en faisant intervenir une bobine transformatrice recevant du courant basse-tension de la source et raccordée par un câble haute tension à un distributeur mécanique, généralement du type à doigt tournant, raccordé par des câbles haute tension à chacune des bougies du moteur.

[0004] Une telle installation est connue, d'une part, pour être la source de fuites électriques dues, principalement, à la longueur des câbles haute tension et à la présence d'humidité et de dépôts de matières diverses favorisant le maintien de cette humidité et, d'autre part, pour émettre des parasites préjudiciables au bon fonctionnement d'installations radio-électriques.

[0005] La perte d'énergie qui résulte de ces fuites doit être compensée en mettant en oeuvre des moyens capables de produire une haute tension plus élevée qui est responsable de plus de fuites encore

[0006] Pour remédier à certains inconvénients connus des installations du type ci-dessus, il a été proposé de remplacer le distributeur de conception mécanique, par une distribution électronique. Si cette proposition a permis de supprimer les inconvénients dus au doigt tournant et aux contournements électriques entre plots fixes, en revanche, elle n'a pas permis de réduire la longueur des câbles haute tension entre les différents éléments de l'installation.

[0007] Une autre proposition de la technique antérieure a été de placer une distribution électronique sur un câble basse tension menant à un groupe transformateur multisorties raccordées par des câbles haute tension aux différentes bougies.

[0008] Une telle proposition a permis de supprimer la liaison haute tension entre la bobine et le distributeur, mais laisse subsister les câbles haute tension existant entre le groupe transformateur et les différentes bougies d'allumage.

[0009] L'art antérieur connaît aussi une proposition visant à adapter, sur chaque bougie, un bloc bobine propre. Tel est le cas, notamment, des propositions selon les documents suivants DE-U-G 85 18 139.0, JP-A-57 193 776, JP-A-60 195 374, JP-A-51 137 011, JP-A-59 226 279, WO-A-86 04 480.

[0010] Toutes les propositions formulées dans cette documentation ont ceci de commun qu'elles prévoient de disposer le bloc transformateur dans un corps prolongé par un embout, voire un manchon, qui est emboîté sur le fût en porcelaine d'une bougie. Un tel mode de construction a pour conséquence, la masse du bloc étant placée en tête, d'imposer, par les vibrations de fonctionnement du moteur, des contraintes alternées au fût qui n'est pas conçu pour résister mécaniquement à de tels efforts. Il en résulte une détérioration partielle ou totale de la bougie qui n'est plus en état d'assumer sa fonction.

[0011] Toutes ces propositions ont aussi en commun de ne pas assurer convenablement un blindage de la bobine et de la bougie pour réduire, voire éliminer, l'émission de parasites radio-­électriques. Ces propositions n'apparaissent pas non plus de nature à assurer une bonne étanchéité entre les interfaces de contact bobine-olive de bougie.

[0012] La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un bloc transformateur-­allumage intégré, de construction particulièrement simple et fiable, prévu pour être associé, individuellement, à une bougie d'allumage de construction traditionnelle et ne nécessitant, pour son adaptation sur un moteur thermique existant, aucune modification structurelle fondamentalement importante.

[0013] Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le bloc transformateur-allumage intégré est caractérisé en ce que :
- le moyen est constitué par un moyen de solidarisation démontable pour coopérer avec un filetage complémentaire présenté par l'embase d'une bougie adaptée,
- et la borne est en contact avec l'olive d'une bougie et se trouve entourée par un manchon interne, en matière diélectrique, prolongeant la bobine jusqu'à l'épaulement et destiné à emboîter, avec étanchéité, le fût d'une bougie sur laquelle le bloc est monté.

[0014] Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention

La fig. 1 est une vue schématique illustrant l'objectif que l'invention permet d'atteindre.

La fig. 2 est une coupe-élévation en partie arrachée de l'objet de l'invention.

La fig. 3 est une vue du schéma électrique d'un des éléments constitutifs de l'objet de l'invention.

[0015] La fig. 1 montre, de façon schématique, une installation d'allumage d'un moteur thermique 1 du type à explosion et à allumage commandé. Le moteur 1 est illustré, à titre d'exemple, sous la forme d'un ensemble comportant quatre cylindres 2 devant être commandés en allumage, de façon sélective, selon un ordre prédéterminé. Il est évident que l'invention peut s'appliquer à tout moteur comportant un nombre différent de cylindres 2.

[0016] Une installation d'allumage 3 d'un tel moteur 1, comprend une source d'énergie électrique 4 reliée par un câble basse tension 5 à un moyen de distribution 6 associé à un bloc de commande 6a et lui-même relié par des câbles basse tension 7 à chacune des bougies d'allumage 8 montées sur la culasse 9 du moteur 1.

[0017] L'invention préconise d'associer chaque bougie 8 à un bloc 10 transformateur-allumage intégré illustré plus en détail à la fig. 2. Selon cette figure, chaque bloc 10 comprend un corps tubulaire 11, en toute matière appropriée, notamment métallique ou en matière plastique conductrice chargée, afin de constituer un blindage électromagnétique. Le corps 11 délimite, de part et d'autre d'un épaulement annulaire 12, un taraudage 13 et un logement 14, de préférence coaxiaux, s'ouvrant, respectivement, à chacune des extrémités du corps tubulaire 11. Le corps 11 peut être réalisé en une seule pièce ou en deux parties assemblables de façon étanche.

[0018] Le taraudage 13 est destiné au montage du corps 11 sur une bougie d'allumage 15 comprenant un fût 16 relié par une embase 17 à une collerette 18 à partir de laquelle s'étend un culot 19 pourvu d'électrodes 20 et 21. La bougie 15 comporte, à cette fin, sur l'embase 17, un filetage 22 complémentaire au taraudage 13 qui présente une longueur axiale légèrement inférieure à la hauteur de l'embase 17. Le montage étanche, entre le taraudage 13 et l'embase 17, est assuré par un joint d'étanchéité 23 soumis à écrasement entre l'extrémité transversale ouverte du corps tubulaire 11 et la collerette 18. La relation de longueur axiale, entre le taraudage 13 et le filetage 17, est également déterminée de manière à faire intervenir, après écrasement partiel du joint 23, une butée positive de l'embase 17 contre l'épaulement 12.

[0019] Le logement 14 contient une bobine transformatrice 24 noyée dans un enrobage diélectrique 25 assurant son centrage dans le logement 14, ainsi que son immobilisaton axiale. A cette fin, l'enrobage 25 peut former un collet 26 immobilisé axialement en appui contre un épaulement 27 du logement 14, par un bouchon de fermeture 28.

[0020] La bobine transformatrice 24 traverse le corps tubulaire 11 par un connecteur 29 conçu de toute manière convenable pour permettre le branchement mécaniquement et électriquement efficace avec un câble de raccordement basse tension 7. Le connecteur 29 comporte trois bornes de raccordement dont deux sont raccordées à un enroulement primaire E₁ (fig. 3) et dont l'autre est raccordée à un enroulement secondaire E₂ relié à une borne de contact 30 placée intérieurement au corps 11. La borne 30 est entourée par un embout 31 d'adaptation d'un manchon 32 en matière diélectrique, disposé dans le logement 14 entre la bobine 24 et l'épaulement 12. Le manchon 32 délimite axialement un alésage 33 permettant l'emboîtement serré du fût 16 d'une bougie d'allumage 15. Pour assumer cette fonction, le manchon 32 est, de préférence, conçu et réalisé en un élastomère capable d'accepter une déformation élastique, notamment selon une direction radiale, à partir de l'alésage 33.

[0021] L'embout d'adaptation 31 est réalisé pour permettre un montage par encliquetage du manchon 32 autour de la borne 30 qui est, de préférence, constituée par un plot 34 rétractable élastiquement et destiné à coopérer avec une olive 35 équipant ordinairement l'extrémité supérieure du fût 16.

[0022] Le montage du corps tubulaire 11 sur une bougie 15 permet de réaliser un bloc unitaire dans lequel l'olive 35 est en contact permanent avec le plot 34 de la bobine 24. Dans un tel montage, les surfaces de contact, entre le plot 34 et l'olive 35, sont confinées à l'intérieur de l'alésage 33 qui est isolé du milieu ambiant par le bouchon de fermeture supérieure 28 et par la présence du joint d'étanchéité 23 et par le serrage du manchon 32 sur le fût 16. Ceci supprime tout risque d'introduction de corps étranger et d'humidité susceptibles de nuire à un bon contact électrique. Par ailleurs, ces surfaces sont entourées par la masse du manchon 32 qui représente un isolant électrique, évitant toute fuite du courant haute tension et augmentant la résistance au cheminement entre le plot 34 et l'embase 17, d'une part, et le corps 11, d'autre part. A cette fin, le corps tubulaire 11 est, de préférence, réalisé de manière à présenter un logement 14 de diamètre, notablement, plus important que celui du taraudage 13, de manière à admettre un manchon 32 de forte épaisseur radiale.

[0023] Le bloc 10 selon l'invention permet de réaliser un ensemble unitaire intégrant la fonction de transformation du courant d'alimentation basse tension en haute tension et la fonction d'allumage à l'intérieur d'un cylindre. La transmission d'un courant haute tension s'effectue directement entre le plot de contact 34 et l'olive 35 et permet, ainsi, de supprimer tout câble et embouts de raccordement susceptibles d'être la source de fuite, de claquage, de perte d'énergie et de perte de continuité diélectrique.

[0024] Le bloc transformateur-allumage intégré selon l'invention peut être réalisé de façon pratique et efficace en étant soumis, en usine, aux différents contrôles de fonctionnement et d'étanchéité. Un tel bloc peut, ainsi, être adapté directement sur une bougie d'allumage sans faire intervenir d'autres opérations que le vissage de cette dernière dans le taraudage 13, après interposition du joint d'étanchéité 23. Le couple de serrage appliqué peut être justement apprécié, entre des outils de serrage respectivement adaptés sur l'embase 18 et sur une tête 36, par exemple, à six pans.

[0025] L'objet de l'invention peut, ainsi, être monté sous une forme unitaire préalablement à l'adaptation de la bougie 15 sur le cylindre ou encore, être constitué après l'adaptation traditionnelle de cette bougie sur le cylindre.

[0026] Il doit être considéré que la fonction du taraudage 13 est de réaliser l'adaptation du corps 11 sur une bougie 15 sans transmission de contrainte au fût 16. Un moyen d'assemblage autre pourrait aussi être prévu à cette fin. Par exemple, un assemblage du type à coincement par cônes conjugués pourrait aussi être envisagé.

[0027] Le bloc selon l'invention peut être adapté sur tout type de bougie d'allumage montée sur des culasses traditionnelles ou délimitant des puits d'implantation profonds. Dans un tel cas, le corps tubulaire 11 est alors, de préférence, associé à une bague 37 en élastomère apte à assurer une fonction de centrage et de guidage du corps tubulaire 11, ainsi qu'une fonction de fermeture s'opposant à l'introduction de tout corps étranger dans le puits. La bague 37 peut aussi avoir pour fonction de limiter les contraintes mécaniques susceptibles d'être transmises à l'embase 17 par les vibrations de fonctionnement appliquées à la masse que représente le bloc transformateur-allumage intégré.

[0028] Selon une disposition préférée de l'objet de l'invention, le corps 11 délimite un logement 14 et un taraudage 13 coaxiaux et contient une bobine 24 et un manchon 32 également coaxiaux. Le manchon 32 pourrait faire partie intégrante de l'enrobage 25 de la bobine 24.

[0029] La constitution sous forme intégrée d'un bloc transformateur-allumage présente, par rapport à la technique antérieure, les avantages de réduire les pertes entre la bobine et la bougie, d'assurer une meilleure étanchéité facilitant les démarrages à froid et de diminuer très notablement l'émission de parasites radio-électriques, plus particulièrement, si le corps 11 est réalisé en un matériau métallique magnétique constituant un blindage de la bobine et de la bougie.

[0030] En outre, une telle construction offre une possibilité de protection thermique de la bobine, ainsi qu'une aptitude à réaliser une commande électronique à distance.

[0031] Cette construction peut aussi être envisagée pour des systèmes d'allumage de type selfique ou capacitif.

[0032] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, le corps 11 pourrait être réalisé en deux parties constitutives assemblées, notamment par vissage.

Revendications

1 - Bloc transformateur-allumage intégré pour cylindre de moteur thermique à allumage commandé, du type comportant un corps tubulaire (11) délimitant, de part et d'autre d'un épaulement interne (12), un moyen (13) de montage sur le fût d'une bougie d'allumage (15) et un logement (14) contenant une bobine transformatrice (24) immobilisée axialement, noyée dans un enrobage diélectrique (25) et formant une borne (30) de contact avec la bougie,
caractérisé en ce que :
- le moyen (13) est constitué par un moyen de solidarisation démontable pour coopérer avec un filetage complémentaire présenté par l'embase (17) d'une bougie adaptée,
- et la borne (30) est en contact avec l'olive (35) d'une bougie et se trouve entourée par un manchon interne (32), en matière diélectrique, prolongeant la bobine (24) jusqu'à l'épaulement (12) et destiné à emboîter, avec étanchéité, le fût (16) d'une bougie sur laquelle le bloc est monté.

2 - Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (13) et le logement (14) sont coaxiaux de part et d'autre de l'épaulement interne (12) qui constitue une butée axiale destinée à coopérer avec l'embase filetée d'une bougie.

3 - Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bobine et le manchon forment un ensemble mis en place dans le corps tubulaire par une extrémité ouverte située à l'opposé du taraudage et fermée par un bouchon étanche (28), assurant l'immobilisation axiale de la bobine et l'étanchéité de l'ensemble.

4 - Bloc selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble bobine-manchon est réalisé de façon monobloc pour ce qui concerne l'enrobage et le manchon.

5 - Bloc selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble bobine-manchon est réalisé en deux parties.

6 - Bloc selon la revendication 1, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que la bobine comporte, pour le contact avec la bougie, une borne de contact (30) noyée dans l'enrobage qui forme un embout (31) d'adaptation d'un manchon.

7 - Bloc selon la revendication 6, caractérisé en ce que la borne (30) est constituée par un plot au moins rétractable, en partie élastiquement.

8 - Bloc selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le manchon (32) délimite un alésage axial (33) d'emboîtement serré sur le fût (16) de bougie (15).

9 - Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire (11) est associé à une bague (37) de fermeture et de centrage du puits de culasse dans lequel le corps est monté.

10 - Bloc selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire (11) et le bouchon (28) sont réalisés en un matériau formant blindage électro-magnétique.

Dessins