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BREVET D'INVENTION Allumage électrique pour moteurs à explosion.
L'objet de la présente invention est un nouveau système d'allumage pour moteurs à explosion.
L'invention a pour but de supprimer les défauts inhérente aux dispositifs d'allumage et aux boagies d'allumage connus jusqu'à présent pour moteurs à explosion.
L'expérience 9 démontré que les dispositifs d'alluma- ge connus présentent encore toujours des inconvénients, en ce sens qu'une grande partie des perturbations, qui surviennent dans les moteurs d'autos, d'avions et autres moteurs à explosion, a son origine dans le fait que les bougies et autres dispositifs d'allumage actuellement en usage fonctionnent d'une façon défectueuse.
Il est également connu que les moteurs à explosion à huile lourde ne peuvent être mis en marche qu'en prenant des mesures accessoires spéciales. ceci provient de ce que l'étincelle produite par les bougies d'allumage n'est pas assez grande pour provoquer l'explosion de mélanges gazeux lourds. on agit que la plupart des perturbations des moteurs sont occasionnées par -le fait que les bougies
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d'allumage connues provoquent par leur encrassement par lhaile et la suie des courts circuits entre les électrodes et deviennent ainsi inutilisables.
Le nouveau système se base sur le principe de la charge et de la décharge de condensateurs.
Il est connu que lors de la déoharge d'un bloc de con- densateurs il se produit, par suite de la charge effectuée précédemment, une étincelle très puissante. C'est ce phénomène qui se trouve à la base de l'ensemble du système. les éléments essentiels du système sont les suivante :
1) la source de courant, 2) la bobine d'induction, 3) le 'bloc de condensateurs et 4) la bougie d'allumage. le fonctionnement est le suivant :
La batterie d'accumulateurs m , qui existe dans tout véhicule ou motocyclette, actionne le moteur n accouplé à un générateur o. L'un des poules du générateur est connecté à la masse du moteur à combustion.
Le courant passe du générateur o par la bobine d'induction dans le bloc de condensateurs q et en même temps à la borne de l'appareil d'allumage k, laquelle est en connexion avec la broohe d'allumage c (fig. 3). L'autre borne du bloc de condensateurs q est connectée aa pôle relié à la masse.
Dès que le moteur est mis en marche, avec le générateur accouplé, à partir du siège du conducteur, le générateur produit une tension d'une intensité voulue quelconque. Ce courant est renforcé par la bobine d'induction, par le fait que, lors de l'interruption du circuit, qui a lieu lors de la descente du piston du moteur, le champ magnétique, disparaissant dans le noyau de fer de la bobine d'induction, induit dans le bobinage une force électro-motrice renforçant le flux du courant, ce qui produit une charge renforcée du holc de condensateurs.
La décharge a lieu au moment, où le contact r, ap-
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pliqué sur le piston du moteur, s'est approché de:la pointe de la broche d'allumage ± (fig. 3) au point qa la. tension de la charge est capable de traverser la distance explosive à travers le gaz. L'allumage du mélange gazeux se produit alors au moment réglé par l'écartement entre les con- taots r et e. ce réglage peut s'effectuer à volonté par un câble Bowden à partir du siège du conducteur, soit sur une avance ou un retard à l'allumage, soit sur un point fixe,
Immédiatement après que l'étincelle d'allumage a jailli, les contacts viennent se toucher intimement.
De ce fait le circuit, qui a été ouvert jusqu'ici, se ferme et le processus de charge du condensateur est interrompu, ceci a une importance en ce sens que maintenant, lors de l'ouverture du circuit qui a lieu pendant la descente du piston, aucune étincelle ne peut jaillir, puisque le condensateur n'est pas chargé.
Lors de l'application actuelle des contacts, le point de contact est nettoyé à fond, grâce à une puissante pression de ressort après chaque processus d'allumage et jaillissement de l'étincelle d'allumage par la combustion des particules de suie et d'huile, ce qui assure chaque fois un allumage certain.
L'opération décrite ci-dessus se répète aussi longtempsque le moteur doit rester en marche-.
Dans des dispositifs d'allumage connus, l'étincelle d'allumage est produite par la rupture d'un circuit électrique fermé, tandis que dans l'objet de la demande de brevet l'allumage a lieu immédiatement avant la fermeture du circuit électrique.
La différence de fonctionnement entre le présent al- lumage et les dispositifs d'allumage connus, mentionnés plus haut, réside dans le fait qu'ici le condensateur
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est chargé par un générateur. Ce générateur produit la tension nécessaire pour charger le condensateur, tension qui peut être choisie à volonté, suivant qu'on veut choisir l'étincelle nécessaire pour l'allumage. Dans les systèmes connus, mentionnés plus haut, le courant nécessaire pour la production de l'étincelle est pris à des batteries.
Dans des machines d'allumage électriques, il est également connu de charger un condensateur par une machine à courant continu. Dans la disposition décrite ici, on fait usage de cette disposition d'une façon particulière.
Un autre perfectionnement et nouveauté essentiel oon- siste' en ce qu'après chaque allumage l'étincelle elle-même et la puissante pression de ressort effectuent un nettoyage à fond des contacts, ce qui assure un fonctionnement certain.
La bougie d'allumage', telle qu'elle est représentée, à titre d'exemple, à la fig. 2 en élévation et à la fig. 3 en coupe, se compose des éléments suivants : le corps ou la masse a, le corps isolant b. la broche d'allumage c, le ressort d, la broche de contact à pointe de platina e à hauteur réglable, la botte à bourrage f du corps isolant b avec bourrage à amiante cuivré, la partie isolée h pour la fixation du câlle Bowden, la botte à bourrage ± de la broche d'allumage aveo bourrage à amiante cuivré, le chapeau protecteur i, la borne d'amenée k et le dispositif de :fixation 1 pour le câble Bowden.
Le nouveau, dispositif d'allumage, vissé au-dessus du piston en remplacement des bougies d'allumage employées jusqu'à présent, fonctionne de la façon suivante :
Le courant produit par la générateur passe par la bobine d'induction et charge le bloc de condensateurs.
L'un des pôles du condensateur est connecté avec le pale du générateur à la masse. L'autre pôle du condensateur
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est en connexion avec la borne k. De cette borne k le courant passe par une spirale mobile dans la broche d'allumage c. cette broche d'allumage se déplace dans le corps isolant robuste! et est rendue étanche par la botte à bourrage g et le bourrage en amiante cuivré de colle-ci, de façon à éviter toute fuite de gaz comprimés. A l'extrémité inférieure la broche d'allumage possède un filet de vis, sur lequel est vissée la pièce de contaot à pointe de platine e. Cette pièce de contact peut être réglée à la hauteur nécessaire pour chaque moteur. Un contre-écrou empêche la pièce de contact de se détacher sous l'action des trépidations etc.
Le ressort.±! a pour but de ramener la broche d'allumage toujours dans la position une fois réglée et de la presser fortement sur le contact appliqué sur le fond du piston.
Lors du premier montage de la bougie d'allumage on règle la broche d'allumage et la pièce de contact sur une avance à l'allumage. La broche d'allumage peut être réglée par un câble Bowden, qui est attaché à la pièce intermédiaire isolée h. Le chapeau protecteur i protège la partie supérieure de la bougie d'allumage contre les poussières et la boue et sert en même temps à fixer l'enveloppe extérieure du câble Bowden. La. pièce isolante! est rendue étanche par la botte à bourrage 1 avec bourrage en amiante cuivré contre toute faite de gaz.
Des que le piston du moteur a atteint le point, où l'allumage! doit avoir lieue la décharge du bloc de condensateurs s'effectue immédiatement, avant que les deux contacts d'allumage se touchent, en p[roduisant une étincelle extraordinairement grande et forte. on peut produire une étincelle d'une grandeur voulue quelconque suivant le poids du mélange gazeux et du moteur, en augmentant la tension de la charge et en agrandissant la bloc
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de condensateurs.
Le progrès technique de l'invention consiste en ce que, par suite de la simplicité de l'ensemble da système, les dispositifs d'allumage employés jusqutà présent, tels que magnétos, bobines d'allumage, distributeurs, câbles à haate tension etc., sont supprimes. Il est en outre impossible que l'encrassement par l'huile ou la suie de la nouvelle bougie d'allumage puisse exercer une influence quelconque sur l'allumage, attendu que chaque fois que les contacts se touchent ,le point de contact est toujours nettoya de nouveau par l'étincelle elle-même.
Un autre grand progrès important consiste en ce que, par opposition aux dispositions déjà connues, on peut produire une étincelle d'une grandeur voulue quelconque, par le fait qae les dimensions du bloc de condensateur et la tension de la charge peuvent être changées à volonté. par le changement des dimensions il est possible de produire une étincelle d'une force telle, que cette étincelle atteigne la longueur d'un centimètre et plus. De ce fait et dans le cas d'une construction adéquate du carburateur et du moteur on peut faire exploser avec certitude de lourds mélanges gazeux.
Une autre nouveauté oonsiste en ce que des allumages ratés ne peuvent plus se produire, attendu que l'allumage doit se produire avec une certitude absolue au moment où les deux contacts se sont rapprochés l'un de l'autre si près que l'étincelle est obligée de traverser la distance explosive aux électrodes.
En même temps, il y a lieu de voir un progrès dans le fait que par temps froid le moteur démarre avec une certitude absolue par suite de la production d'une étincelle beaucoup plus grande.
Le rendement des moteurs peat aussi être augmenté à an maximum par le réglage Précis de l'allumée, ce qui
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permet ainsi d'économiser également des frais d'exploitation.
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PATENT OF INVENTION Electric ignition for internal combustion engines.
The object of the present invention is a new ignition system for internal combustion engines.
The object of the invention is to eliminate the defects inherent in ignition devices and ignition boxes known until now for internal combustion engines.
Experience 9 has shown that known ignition devices still have drawbacks, in that a large part of the disturbances which occur in the engines of cars, planes and other internal combustion engines have its origin in the fact that the spark plugs and other ignition devices now in use function in a faulty manner.
It is also known that heavy oil internal combustion engines can only be started by taking special accessory measures. this is because the spark produced by the spark plugs is not large enough to cause the explosion of heavy gas mixtures. we act that most of the disturbances of the engines are caused by the fact that the spark plugs
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known ignition causes by their fouling by hail and soot short circuits between the electrodes and thus become unusable.
The new system is based on the principle of charging and discharging capacitors.
It is known that during the discharge of a block of capacitors there is produced, as a result of the charge carried out previously, a very powerful spark. It is this phenomenon which is at the base of the whole system. the essential elements of the system are as follows:
1) the current source, 2) the induction coil, 3) the capacitor block and 4) the spark plug. the operation is as follows:
The accumulator battery m, which exists in any vehicle or motorcycle, drives the motor n coupled to a generator o. One of the generator hens is connected to the ground of the combustion engine.
Current flows from the generator o through the induction coil into the capacitor block q and at the same time to the terminal of the ignition device k, which is connected with the ignition pin c (fig. 3) . The other terminal of the capacitor block q is connected to a pole connected to ground.
As soon as the engine is started, with the generator coupled, from the driver's seat, the generator produces a voltage of any desired intensity. This current is reinforced by the induction coil, by the fact that, during the interruption of the circuit, which takes place during the descent of the engine piston, the magnetic field, disappearing in the iron core of the coil d induction, induces in the winding an electro-motive force reinforcing the flow of the current, which produces a reinforced load of the holc of condensers.
The discharge takes place when the contact r,
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bent on the engine piston, approached: the tip of the ignition pin ± (fig. 3) at point qa la. voltage of the charge is able to cross the explosive distance through the gas. Ignition of the gas mixture then takes place at the time set by the distance between the contacts r and e. this adjustment can be carried out at will by a Bowden cable from the driver's seat, either on an ignition advance or retardation, or on a fixed point,
Immediately after the ignition spark has burst, the contacts come into contact with each other.
As a result the circuit, which has been opened so far, closes and the capacitor charging process is interrupted, this has an importance in that now, during the opening of the circuit which takes place during the descent of the piston, no spark can fly, since the capacitor is not charged.
During the actual application of the contacts, the contact point is cleaned thoroughly, thanks to a powerful spring pressure after each ignition process and the bursting of the ignition spark by the combustion of the particles of soot and oil, which ensures certain ignition each time.
The operation described above is repeated as long as the engine has to be kept running.
In known ignition devices, the ignition spark is produced by breaking a closed electrical circuit, while in the subject of the patent application ignition takes place immediately before the closing of the electrical circuit.
The difference in operation between the present ignition and the known ignition devices mentioned above lies in the fact that here the capacitor
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is charged by a generator. This generator produces the voltage necessary to charge the capacitor, a voltage which can be chosen at will, depending on whether one wishes to choose the spark required for ignition. In the known systems, mentioned above, the current necessary for the production of the spark is taken from the batteries.
In electric ignition machines, it is also known to charge a capacitor by a direct current machine. In the arrangement described here, use is made of this arrangement in a particular way.
Another essential improvement and novelty is that after each ignition the spark itself and the powerful spring pressure clean the contacts thoroughly, ensuring reliable operation.
The spark plug ', as shown, by way of example, in FIG. 2 in elevation and in FIG. 3 in section, is made up of the following elements: the body or the mass a, the insulating body b. the ignition pin c, the spring d, the height-adjustable platinum tip contact pin, the stuffing boot f of the insulating body b with copper-colored asbestos stuffing, the insulated part h for fixing the Bowden wedge, the stuffing boot ± of the ignition pin with copper asbestos stuffing, the protective cap i, the feed terminal k and the device for: fixing 1 for the Bowden cable.
The new ignition device, screwed above the piston to replace the spark plugs used up to now, works as follows:
The current produced by the generator passes through the induction coil and charges the block of capacitors.
One of the capacitor poles is connected with the generator blade to ground. The other pole of the capacitor
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is in connection with terminal k. From this terminal k the current flows through a moving spiral in the ignition pin c. this ignition pin moves in the sturdy insulating body! and is sealed by the stuffing boot g and the copper asbestos stuffing of glue, so as to prevent any leakage of compressed gases. At the lower end, the ignition pin has a screw thread, onto which the platinum-tipped contact piece e is screwed. This contact piece can be adjusted to the necessary height for each motor. A lock nut prevents the contact piece from coming loose under the action of tremors etc.
The spring. ±! is intended to return the ignition pin always in the position once adjusted and to press it strongly on the contact applied on the bottom of the piston.
When installing the spark plug for the first time, the ignition pin and the contact part are set to an ignition advance. The ignition pin can be adjusted by a Bowden cable, which is attached to the insulated intermediate piece h. The protective cap i protects the upper part of the spark plug against dust and mud and at the same time serves to secure the outer casing of the Bowden cable. The. Insulating piece! is sealed by the stuffing boot 1 with copper asbestos stuffing against any gas.
As soon as the engine piston has reached the point where ignition! The discharge of the capacitor block must take place immediately, before the two ignition contacts touch each other, producing an extraordinarily large and strong spark. one can produce a spark of any desired magnitude depending on the weight of the gas mixture and the engine, by increasing the voltage of the load and enlarging the block
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of capacitors.
The technical progress of the invention consists in that, owing to the simplicity of the whole system, the ignition devices employed heretofore, such as magnetos, ignition coils, distributors, high voltage cables, etc. , are deleted. Furthermore, it is impossible for the oil or soot contamination of the new spark plug to have any influence on the ignition, since each time the contacts touch each other the contact point is always cleaned. again by the spark itself.
Another great important advance is that, as opposed to the arrangements already known, a spark of any desired magnitude can be produced, by the fact that the dimensions of the capacitor block and the voltage of the load can be changed at will. . by changing the dimensions it is possible to produce a spark of such force, that this spark reaches the length of a centimeter or more. As a result, and with the correct construction of the carburetor and the engine, heavy gas mixtures can be detonated with certainty.
Another novelty is that failed ignitions can no longer occur, since ignition must occur with absolute certainty when the two contacts have approached each other so close that the spark is forced to cross the explosive distance to the electrodes.
At the same time, there is evidence of progress in the fact that in cold weather the engine starts with absolute certainty as a result of producing a much larger spark.
The efficiency of the motors can also be increased to a maximum by the Precise setting of the ignition, which
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thus also saves operating costs.