FR2613779A1 - Integrated ignition/transformer unit for controlled-ignition heat engine cylinder - Google Patents
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Abstract
ALLUMAGE DES MOTEURS THERMIQUES. LE BLOC TRANSFORMATEUR-ALLUMAGE INTEGRE CONFORME A L'INVENTION COMPREND UN CORPS TUBULAIRE 11 DELIMITANT, DE PART ET D'AUTRE D'UN EPAULEMENT INTERNE 12 : . UN MOYEN 13 DE MONTAGE SUR L'EMBASE 17 COMPLEMENTAIRE DU FUT D'UNE BOUGIE D'ALLUMAGE 15 ADAPTEE, . ET UN LOGEMENT 14 CONTENANT UNE BOBINE TRANSFORMATRICE 24 IMMOBILISEE AXIALEMENT, NOYEE DANS UN ENROBAGE DIELECTRIQUE 25, TRAVERSANT LE CORPS PAR UNE PRISE DE RACCORDEMENT ELECTRIQUE 29, FORMANT UNE BORNE 30 DE CONTACT AVEC L'OLIVE 35 D'UNE BOUGIE ET PROLONGEE PAR UN MANCHON 32, EN MATIERE DIELECTRIQUE, ENTOURANT LA BORNE DE CONTACT ET DESTINEE A EMBOITER LE FUT 16 D'UNE BOUGIE SUR LAQUELLE LE BLOC EST MONTE. APPLICATION AUX MOTEURS A EXPLOSION.IGNITION OF THERMAL ENGINES. THE INTEGRATED TRANSFORMER-IGNITION BLOCK CONFORMING TO THE INVENTION INCLUDES A TUBULAR BODY 11 DELIMITTING, ON EACH OTHER OF AN INTERNAL SHOULDER 12:. A MEANS 13 FOR MOUNTING ON THE BASE 17 COMPLEMENTARY TO THE SUSPENSION OF A SUITABLE SPARK PLUG 15,. AND A HOUSING 14 CONTAINING A TRANSFORMER COIL 24 IMMOBILIZED AXIALLY, FLOODED IN A DIELECTRIC COATING 25, THROUGH THE BODY BY AN ELECTRICAL CONNECTION SOCKET 29, FORMING A TERMINAL 30 IN CONTACT WITH THE OLIVE 35 OF A CANDLE AND EXTENDED BY A SLEEVE 32, IN DIELECTRIC MATERIALS, SURROUNDING THE CONTACT TERMINAL AND INTENDED TO FIT THE BARREL 16 WITH A CANDLE ON WHICH THE BLOCK IS MOUNTED. APPLICATION TO EXPLOSION ENGINES.
Description
BLOC TRANSFORMATEUR-ALLUMAGE INTèGRE POUR CYLINDRE DE MOTEUR
THERMIQUE A ALLUMAGE COMMANDE
La présente invention vise le domaine technique des moteurs thermiques, plus particuLièrement, du type à explosion et à allumage commandé.INTEGRATED TRANSFORMER-IGNITION BLOCK FOR ENGINE CYLINDER
CONTROLLED IGNITION THERMAL
The present invention relates to the technical field of heat engines, more particularly, of the explosion and spark-ignition type.
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. The engines of the above type include, for each cylinder which they comprise, a spark plug mounted on the cylinder head so that the electrodes which it possesses are arranged inside the combustion chamber of the cylinder.
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.Such a spark plug must be supplied with electric current so as to produce an ignition spark between its electrodes for each cycle of operation of the cylinder.
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. Until now, the supply of such a candle was ensured from a source of electricity production by involving a transformer coil receiving low-voltage current from the source and connected by a high-voltage cable to a mechanical distributor, generally of the rotating finger type, connected by high voltage cables to each of the engine spark plugs.
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 te maintien de cette humidité et, d'autre part, pour émettre des parasites préjudiciables au bon fonctionnement d'installations radio-électriques. Such an installation is known, on the one hand, to be the source of electrical leaks due, mainly, to the length of the high-voltage cables and to the presence of humidity and deposits of various materials favoring the maintenance of this humidity and, on the other hand, to emit parasites detrimental to the proper functioning of radio installations.
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. The loss of energy which results from these leaks must be compensated by using means capable of producing a higher high voltage which is responsible for still more leaks.
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 dûs 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. To overcome certain known drawbacks of installations of the above type, it has been proposed to replace the mechanical design distributor with an electronic distribution. If this proposal made it possible to remove the drawbacks due to the rotating finger and the electrical bypassing between fixed studs, on the other hand, it did not make it possible to reduce the length of the high voltage cables between the various elements of the installation.
Une autre proposition de la technique antérieure a eté 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. Another proposal of the prior art was to place an electronic distribution on a low voltage cable leading to a multi-output transformer group connected by high voltage cables to the different plugs.
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. Such a proposal made it possible to remove the high voltage link between the coil and the distributor, but leaves the high voltage cables existing between the transformer group and the various spark plugs.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un bloc transformateurallumage intégré permettant de supprimer, totalement, les câbles de raccordement haute tension entre une source d'énergie électrique et les bougies d'allumage d'un moteur thermique à allumage commandé. The object of the present invention is to remedy the above drawbacks by proposing an integrated ignition transformer block making it possible to completely remove the high voltage connection cables between an electric power source and the spark plugs of a heat engine. controlled ignition.
L'objet de l'invention est de proposer 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. The object of the invention is to provide an integrated transformer-ignition block of particularly simple and reliable construction, designed to be associated, individually, with a spark plug of traditional construction and not requiring, for its adaptation on a heat engine existing, no fundamentally significant structural changes.
Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le bloc transformateur-allumage intégré est caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire délimitant, de part et d'autre d'un épaulement interne :
- un moyen de montage sur l'embase complémentaire
du fût d'une bougie d'allumage adaptée,
- et un logement contenant une bobine
transformatrice immobilisée axialement, noyée
dans un enrobage diélectrique, traversant le
corps par une prise de raccordement électrique,
formant une borne de contact avec l'olive d'une
bougie et prolongée par un manchon en matiere
diélectrique entourant la borne de contact et
destinée à emboîter le fût d'une bougie sur
laquelle le bloc est monté.To achieve the above objectives, the integrated transformer-ignition unit is characterized in that it comprises a tubular body delimiting, on either side of an internal shoulder:
- a means of mounting on the additional base
the barrel of a suitable spark plug,
- and a housing containing a coil
transformer immobilized axially, embedded
in a dielectric coating, crossing the
body by an electrical connection socket,
forming a contact terminal with the olive of a
candle and extended by a material sleeve
dielectric surrounding the contact terminal and
intended to follow the barrel of a candle on
which the block is mounted.
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. Various other characteristics will emerge from the description given below with reference to the appended drawings which show, by way of nonlimiting examples, embodiments of the subject of the invention.
La fig. 1 est une vue schématique illustrant l'objectif que L'invention permet d'atteindre. Fig. 1 is a schematic view illustrating the objective that the invention achieves.
La fig. 2 est une coupe-élévation en partie arrachée de l'objet de l'invention. Fig. 2 is a partially cutaway elevation view of the subject of the invention.
La fig. 3 est une vue du schéma électrique d'un des éléments constitutifs de l'objet de l'invention. Fig. 3 is a view of the electrical diagram of one of the constituent elements of the object of the invention.
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. Fig. 1 shows, schematically, an ignition installation of an internal combustion engine 1 of the explosion-ignition type. The engine 1 is illustrated, by way of example, in the form of an assembly comprising four cylinders 2 which must be selectively controlled by ignition, in a predetermined order. It is obvious that the invention can be applied to any engine comprising a different number of cylinders 2.
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. An ignition installation 3 of such an engine 1 comprises an electrical energy source 4 connected by a low voltage cable 5 to a distribution means 6 associated with a control block 6a and itself connected by low cables voltage 7 at each of the spark plugs 8 mounted on the cylinder head 9 of the engine 1.
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 Il peut être réalisé en une seule pièce ou en deux parties assemblables de façon étanche. The invention recommends associating each spark plug 8 with an integrated transformer-ignition block 10 illustrated in more detail in FIG. 2. According to this figure, each block 10 comprises a tubular body 11, made of any suitable material, in particular metallic or material charged conductive plastic, to form an electromagnetic shield. The body 11 defines, on either side of an annular shoulder 12, a thread 13 and a housing 14, preferably coaxial, opening, respectively, at each of the ends of the tubular body 11. The body It can be made in one piece or in two parts which can be assembled in a leaktight manner.
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 pourvud'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 Il et la collerette 18.La relation de longueur axiale, entre le taraudage 13 et le filetage 17, est également déterminee de manière à faire intervenir, aprés écrasement partiel du joint 23, une butée positive de l'embase 17 contre l'épaulement 12. The internal thread 13 is intended for mounting the body 11 on a spark plug 15 comprising a barrel 16 connected by a base 17 to a flange 18 from which extends a base 19 provided with electrodes 20 and 21. The spark plug 15 comprises, for this purpose, on the base 17, a thread 22 complementary to the thread 13 which has an axial length slightly less than the height of the base 17. The sealed assembly, between the thread 13 and the base 17, is provided by a seal 23 subjected to crushing between the open transverse end of the tubular body II and the flange 18. The axial length relationship, between the thread 13 and the thread 17, is also determined so as to involve, after partial crushing of the seal 23, a positive abutment of the base 17 against the shoulder 12.
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. The housing 14 contains a transformer coil 24 embedded in a dielectric coating 25 ensuring its centering in the housing 14, as well as its axial immobilaton. To this end, the coating 25 can form a collar 26 immobilized axially in abutment against a shoulder 27 of the housing 14, by a closure plug 28.
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 dielectrique, disposé dans le logement 14 entre la bobine 24 et l'épaulement 12. Le manchon 32 délimite axialement un alésage 33 permettant l'emboStement serré du fût 16 d'une bougie d'allumage 15. Pour assumer cette fonction, le manchon 32 est, de préférence, conçu et realisé en un élastomère capable d'accepter une déformation élastique, notamment selon une direction radiale, à partir de l'alésage 33. The transformer coil 24 passes through the tubular body 11 by a connector 29 designed in any suitable manner to allow mechanically and electrically efficient connection with a low voltage connection cable 7. The connector 29 has three connection terminals, two of which are connected to a winding primary E1 (fig. 3) and the other of which is connected to a secondary winding E2 connected to a contact terminal 30 placed inside the body 11. The terminal 30 is surrounded by an end piece 31 for adapting a sleeve 32 in dielectric material, disposed in the housing 14 between the coil 24 and the shoulder 12. The sleeve 32 axially delimits a bore 33 allowing the tight fitting of the barrel 16 with a spark plug 15. To assume this function, the sleeve 32 is preferably designed and produced from an elastomer capable of accepting an elastic deformation, in particular in a radial direction, from the bore 33.
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. The adapter 31 is made to allow snap-fitting of the sleeve 32 around the terminal 30 which is preferably constituted by an elastically retractable stud 34 and intended to cooperate with an olive 35 usually fitted to the upper end cask 16.
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 Il 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. The mounting of the tubular body 11 on a spark plug 15 makes it possible to produce a unitary block in which the olive 35 is in permanent contact with the stud 34 of the coil 24. In such a mounting, the contact surfaces, between the stud 34 and the olive 35, are confined inside the bore 33 which is isolated from the ambient environment by the upper closure plug 28 and by the presence of the seal 23 and by the tightening of the sleeve 32 on the barrel 16 This eliminates any risk of the introduction of foreign bodies and moisture which could hinder good electrical contact. Furthermore, these surfaces are surrounded by the mass of the sleeve 32 which represents an electrical insulator, preventing any leakage of the high voltage current and increasing the resistance to the path between the stud 34 and the base 17, on the one hand, and the body 11, on the other hand. To this end, the tubular body It is preferably made so as to present a housing 14 of diameter, notably, larger than that of the thread 13, so as to admit a sleeve 32 of strong radial thickness.
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. The block 10 according to the invention makes it possible to produce a unitary assembly integrating the function of transforming the low-voltage supply current into high voltage and the ignition function inside a cylinder. The transmission of a high-voltage current takes place directly between the contact pad 34 and the olive 35 and thus makes it possible to remove any cable and connection end pieces liable to be the source of leakage, breakdown, loss. of energy and loss of dielectric continuity.
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 opératicns 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.The integrated transformer-ignition block according to
The invention can be carried out in a practical and efficient manner by being subjected, at the factory, to the various functional and leakage checks. Such a block can thus be adapted directly on a spark plug without involving other operations than the screwing of the latter in the thread 13, after interposition of the seal 23. The tightening torque applied can be rightly appreciated, between clamping tools respectively adapted on the base 18 and on a head 36, for example, with a hexagon.
L'objet de L'invention peut, ainsi, être monté sous une forme unitaire prealablement à l'adaptation de la bougie 15 sur le cylindre ou encore, être constitué après l'adaptation traditionnelle de cette bougie sur le cylindre. The object of the invention can thus be mounted in a unitary form prior to the adaptation of the spark plug 15 on the cylinder or even be formed after the traditional adaptation of this spark plug on the cylinder.
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 canes conjugués pourrait aussi être envisagé. It should be considered that the function of the tapping 13 is to carry out the adaptation of the body 11 on a spark plug 15 without transmission of stress to the barrel 16. Another assembly means could also be provided for this purpose. For example, an assembly of the type with wedging by conjugate canes could also be envisaged.
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. The block according to the invention can be adapted to any type of spark plug mounted on traditional cylinder heads or delimiting deep implantation wells. In such a case, the tubular body 11 is then preferably associated with an elastomer ring 37 capable of ensuring a centering and guiding function of the tubular body 11, as well as a closing function opposing the introduction of any foreign body into the well.
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. The ring 37 can also have the function of limiting the mechanical stresses liable to be transmitted to the base 17 by the operating vibrations applied to the mass represented by the integrated transformer-ignition block.
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. According to a preferred arrangement of the object of the invention, the body 11 delimits a housing 14 and a coaxial thread 13 and contains a coil 24 and a sleeve 32 also coaxial. The sleeve 32 could form an integral part of the coating 25 of the coil 24.
La constitution sous forme integrée 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. The constitution in integrated form of a transformer-ignition block has, compared to the prior art, the advantages of reducing losses between the coil and the spark plug, of ensuring a better seal facilitating cold starts and of decreasing very notably the emission of radio interference, more particularly, if the body 11 is made of a magnetic metallic material constituting a shielding of the coil and of the spark plug.
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. In addition, such a construction offers a possibility of thermal protection of the coil, as well as an ability to carry out electronic remote control.
Cette construction peut aussi être envisagée pour des systèmes d'allumage de type selfique ou capacitif. This construction can also be envisaged for ignition systems of the inductive or capacitive type.
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 il pourrait être réalisé en deux parties constitutives assemblées, notamment par vissage. The invention is not limited to the examples described and shown, since various modifications can be made thereto without departing from its scope. In particular, the body could be made of two component parts assembled, in particular by screwing.
Claims (11)
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