CA3048883A1 - Valve ignition pre-chamber - Google Patents

Valve ignition pre-chamber Download PDF

Info

Publication number
CA3048883A1
CA3048883A1 CA3048883A CA3048883A CA3048883A1 CA 3048883 A1 CA3048883 A1 CA 3048883A1 CA 3048883 A CA3048883 A CA 3048883A CA 3048883 A CA3048883 A CA 3048883A CA 3048883 A1 CA3048883 A1 CA 3048883A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
valve
ignition
cavity
chamber
stratification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CA3048883A
Other languages
French (fr)
Inventor
Vianney Rabhi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CA3048883A1 publication Critical patent/CA3048883A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/02Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1004Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements
    • F02B19/1014Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements design parameters, e.g. volume, torch passage cross sectional area, length, orientation, or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/1023Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
    • F02B19/1028Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC
    • F02B19/1061Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC with residual gas chamber, e.g. containing spark plug
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/109Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber with injection of a fuel-air mixture into the pre-combustion chamber by means of a pump, e.g. two-cycle engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/12Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/06Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sparking plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/006Ignition installations combined with other systems, e.g. fuel injection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/24Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation having movable electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/40Sparking plugs structurally combined with other devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/54Sparking plugs having electrodes arranged in a partly-enclosed ignition chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/108Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber with fuel injection at least into pre-combustion chamber, i.e. injector mounted directly in the pre-combustion chamber
    • F02B19/1085Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber with fuel injection at least into pre-combustion chamber, i.e. injector mounted directly in the pre-combustion chamber controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P13/00Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

The valve-controlled ignition pre-chamber (1) is intended for an internal combustion engine (2) which has a combustion chamber (5) in which a main charge (30) more less diluted with a neutral gas is ignited, said prechamber (1) comprising a stratification cavity (6) into which ignition means (11) open and into which a stratification injector (8) can inject a pressurized readily-inflammable pilot charge (9), a stratification valve (13) being able to close off the stratification duct (7) in full or in part, notably under the effect of the pressure of the gases obtaining in the combustion chamber (11).

Description

WO 2018/13077 WO 2018/13077

2 PCT/FR2018/050041 PRECHAMBRE D'ALLUMAGE A CLAPET
La présente invention a pour objet une préchambre d'allumage à clapet qui permet d'allumer une charge principale introduite dans la chambre de combustion d'un moteur thermique à combustion interne au moyen d'une charge pilote mise à feu par une étincelle, ladite préchambre étant conçue pour optimiser l'efficacité de ladite charge pilote à allumer ladite charge principale.
Le rendement maximal et moyen des moteurs thermiques à combustion interne alternatifs selon l'état de l'art est relativement faible. En automobile, ledit rendement maximal est de l'ordre de trente-cinq pour cent s'agissant des moteurs à allumage commandé à
cycle d'Otto, et de l'ordre de quarante pour cent dans le cas des moteurs à cycle de Diesel. En ce qui concerne le rendement moyen en usage courant des moteurs automobiles, il est le plus souvent inférieur à vingt pour cents pour les moteurs à allumage commandé, et à vingt cinq pour cent pour les moteurs Diesel.
Dans lesdits moteurs, la fraction de l'énergie libérée par la combustion du carburant et qui n'est pas transformée en travail utile est principalement dissipée sous forme de chaleur dans le système de refroidissement et à l'échappement desdits moteurs.
Outre un rendement médiocre, les moteurs thermiques à combustion interne alternatifs utilisés en automobile produisent des gaz polluants et des particules nuisibles à
l'environnement et à la santé.
Malgré ces caractéristiques peu avantageuses, faute d'autres solutions offrant un meilleur compromis énergétique, environnemental, fonctionnel, et économique, les moteurs thermiques à combustion interne à cycle d'Otto ou de Diesel équipent la quasi totalité des véhicules automobiles en circulation dans le monde.
Cette situation explique les efforts significatifs de recherche et développement consentis par les motoristes pour améliorer par tous moyens le bilan énergétique et environnemental des moteurs thermiques à combustion interne. Lesdits efforts visent notamment à
perfectionner les technologies qui constituent lesdits moteurs, et à ajouter à
ces derniers des fonctionnalités nouvelles qui permettent la mise en oeuvre de stratégies nouvelles.
Parmi ces stratégies figure la dilution de la charge en air et carburant des moteurs thermiques à combustion interne alternatifs soit avec un gaz neutre, soit avec de l'air frais riche en oxygène.
C'est à ladite dilution que s'adresse la présente invention qui est particulièrement destinée aux moteurs thermiques à combustion interne alternatifs à allumage commandé
qui consomment le plus souvent soit de l'essence, soit du gaz naturel.
Diluer la charge des moteurs à allumage commandé avec de l'air frais ou avec des gaz d'échappement préalablement refroidis permet d'augmenter le rendement thermodynamique moyen et/ou maximal desdits moteurs. Il en résulte une consommation de carburant réduite à même travail produit.

Lorsque les moteurs à allumage commandé opèrent à couple partiel, introduire une charge diluée dans leur(s) cylindre(s) produit moins de pertes par pompage qu'introduire une charge non-diluée. La réduction desdites pertes provient du fait que la charge diluée est plus volumineuse à même contenu énergétique. Ainsi, pour introduire la même quantité
d'énergie dans ledit ou lesdits cylindre(s), le vannage à l'admission desdits moteurs ordinairement réalisé au moyen d'un papillon est moins prononcé, et la pression des gaz qui se présentent à ladite admission est plus élevée.
En outre, à même énergie introduite dans le ou les cylindre(s) des moteurs à
allumage commandé, diluer la charge augmente la masse et la capacité calorifique totale de cette dernière. Ainsi, toutes choses étant égales par ailleurs, la combustion de ladite charge s'opère à plus basse température. Outre réduire la quantité d'oxydes d'azotes produite par la combustion, ladite basse température réduit les pertes thermiques aux parois du ou des cylindre(s) qui résultent de la cession par ladite charge d'une partie de sa chaleur aux dites parois.
Enfin, particulièrement si la charge est diluée avec un gaz neutre pauvre en oxygène voire dénué d'oxygène, ladite charge est moins sensible à l'auto-inflammation incontrôlée du mélange air-carburant. Ladite auto-inflammation est responsable du cliquetis, phénomène indésirable caractérisé par une combustion détonante qui détériore le rendement des moteurs à allumage commandé et qui endommage les composants mécaniques qui les constituent. La désensibilisation au cliquetis que procure la dilution de la charge permet aux dits moteurs soit d'opérer à taux de compression plus élevé, soit d'opérer avec un allumage qui est déclenché au moment le plus propice possible au rendement, soit les deux.
Dans ce contexte particulier des charges en air et carburant diluées, on distingue les moteurs à allumage commandé opérant à la stoechiométrie desdits moteurs opérant en excès d'air dits aussi à mélange pauvre .
Les moteurs opérant à la stoechiométrie sont seuls compatibles avec un catalyseur trois-voies, appareil connu en soi qui post-traite les polluants issus de la combustion. Ledit catalyseur se charge de brûler les hydrocarbures qui n'ont pas été brûlés dans la chambre de combustion du moteur thermique. Les produits de cette combustion sont de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone déjà présents dans l'atmosphère. Ledit catalyseur trois-voies finalise aussi l'oxydation du monoxyde de carbone notoirement polluant pour le transformer également en dioxyde de carbone, et réduit les oxydes d'azote pour les transformer en diazote atmosphérique qui constitue environ soixante dix-huit pour cent de l'atmosphère terrestre, et qui est par nature non-polluant.
La réduction des oxydes d'azote par la catalyse trois-voies nécessite que la charge introduite dans le moteur soit stoechiométrique, c'est à dire qu'elle contienne la juste quantité d'oxygène nécessaire à la combustion des hydrocarbures contenus dans ladite charge.
2 PCT / FR2018 / 050041 PRE-CLAMP CHAMBER
The present invention relates to an ignition pre-ignition chamber which allows to ignite a main charge introduced into the combustion chamber of a engine internal combustion engine by means of a pilot charge ignited by a spark, said prechamber being designed to optimize the efficiency of said load pilot to light said main load.
The maximum and average efficiency of internal combustion engines alternative according to the state of the art is relatively weak. In automobile, said performance maximum is order of thirty-five per cent for spark-ignition engines cycle Otto, and in the order of forty percent in the case of cycle engines Diesel. In as regards the average efficiency in common use of automobile engines, he is the more often less than twenty percent for ignition engines ordered, and at twenty five percent for diesel engines.
In said engines, the fraction of the energy released by the combustion of fuel and who is not transformed into useful work is mainly dissipated in form heat in the cooling system and the exhaust of said engines.
In addition to poor performance, internal combustion engines alternative Used in cars produce polluting gases and particles harmful to environment and health.
Despite these unfortunate features, for lack of other solutions offering a better energy, environmental, functional and economic compromise, the engines Otto cycle or diesel internal combustion engines equip the quasi all motor vehicles in circulation around the world.
This situation explains the significant efforts of research and development by engine manufacturers to improve the energy balance and environmental internal combustion engines. These efforts are aimed in particular at to perfect the technologies that make up these engines, and to add to these latter new features that allow the implementation of strategies new.
Among these strategies is the dilution of the air and fuel load of engines alternating internal combustion heat with either a neutral gas or with fresh air rich in oxygen.
It is to this dilution that the present invention is addressed which is especially intended to spark-ignition internal combustion internal combustion engines who consume most often either gasoline or natural gas.
Dilute the charge of spark ignition engines with fresh air or with gases previously cooled exhaust makes it possible to increase the average and / or maximum thermodynamics of said engines. This results in a consumption reduced fuel to the same product work.

When spark ignition engines operate in partial torque, introduce a charge diluted in their cylinder (s) produces less pumping losses to introduce a undiluted charge. The reduction of these losses is due to the fact that diluted is bigger with the same energy content. So, to introduce the same amount energy in said cylinder (s), the winnowing on admission of said engines usually done by means of a butterfly is less pronounced, and the gas pressure who present themselves at said admission is higher.
In addition, at the same energy introduced into the cylinder (s) of the engines to ignition ordered, dilute the load increases the mass and the total heat capacity of this last. Thus, all things being equal, the burning of said charge operates at a lower temperature. Besides reducing the amount of nitrogen oxides produced by combustion, said low temperature reduces thermal losses to walls of the cylinder (s) resulting from the assignment by the said office of part of its heat to say walls.
Finally, especially if the load is diluted with a neutral gas poor in oxygen even without oxygen, said charge is less sensitive to autoignition uncontrolled air-fuel mixture. Said self-ignition is responsible for the rattling, phenomenon an undesirable effect characterized by a detonating combustion which performance of spark ignition engines and that damages the mechanical components that up. The desensitization to rattling that comes from the dilution of the charge allows said engines either to operate at a higher compression ratio or to operate with an ignition which is triggered at the most favorable time possible for two.
In this particular context of diluted air and fuel charges, distinguishes spark ignition engines operating on the stoichiometry of said engines operating in excess air also known as poor mixture.
Engines operating at stoichiometry are only compatible with a catalyst three-pathways, a device known per se that post-processes pollutants from the combustion. said catalyst is responsible for burning the hydrocarbons that have not been burned in bedroom combustion of the engine. The products of this combustion are from steam water and carbon dioxide already present in the atmosphere. said catalyst three-also finalizes the oxidation of notoriously polluting carbon monoxide for the also convert to carbon dioxide, and reduce nitrogen oxides to the transform into atmospheric dinitrogen which constitutes about seventy-eight percent of the Earth's atmosphere, which is by nature non-polluting.
The reduction of nitrogen oxides by three-way catalysis requires that the charge introduced into the engine is stoichiometric, ie it contain the right amount of oxygen necessary for the combustion of the hydrocarbons contained in said charge.

3 Un excès d'oxygène rend impossible la réduction des oxydes d'azote par le catalyseur trois-voies. Il n'est donc pas possible de post-traiter les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement des moteurs opérant en excès d'air au moyen d'un catalyseur trois-voies.
Ceci explique pourquoi - pour répondre aux réglementations environnementales toujours plus contraignantes - les moteurs opérant en excès d'air reçoivent désormais un appareil spécialement prévu pour réduire les oxydes d'azote tel qu'un piège à oxydes d'azote ou un dispositif de réduction catalytique sélective des oxydes d'azote à l'urée.
Ledit appareil est généralement placé en sortie d'un catalyseur d'oxydation à deux voies qui aura préalablement brûlé les hydrocarbures imbrûlés et qui aura parachevé
l'oxydation du monoxyde de carbone, et de plus en plus souvent, d'un filtre à particules.
Les moteurs Diesel opérant naturellement en excès d'air, depuis l'entrée en vigueur de la norme Euro VI en Europe, la quasi totalité des automobiles Diesel européennes sont équipées d'un appareil qui post-traite les oxydes d'azote pour les transformer en diazote.
Le problème de ces appareils est qu'ils sont chers, complexes, et que leur encombrement et leurs contraintes de maintenance sont élevés au point que lesdits appareils ne sont quasiment utilisés que sur les moteurs Diesel qui ne peuvent en pratique fonctionner qu'en excès d'air.
S'agissant des moteurs à allumage commandé, les motoristes s'efforcent par tous moyens de les faire fonctionner à la stoechiométrie pour qu'ils restent compatibles avec un catalyseur trois-voies au demeurant simple et bon marché.
Pour bénéficier de la réduction de la consommation de carburant induite par la dilution de la charge des moteurs à allumage commandé sans avoir à subir les inconvénients notamment économiques d'un piège à oxydes d'azote ou d'un dispositif de réduction catalytique sélective des oxydes d'azote à l'urée, il est donc nécessaire de diluer ladite charge desdits moteurs non pas avec de l'air riche en oxygène, mais avec un gaz neutre dénué d'oxygène.
Ce dernier gaz est usuellement fourni par le recyclage des gaz d'échappement du moteur lui-même, lesdits gaz ne contenant plus d'oxygène et étant disponibles et abondants. Cette stratégie est connue sous l'appellation de recirculation des gaz d'échappement et plus précisément sous l'acronyme anglo-saxon EGR valant pour Exhaust Gas Recirculation .
Lesdits gaz sortant à haute température à l'échappement du moteur à allumage commandé, pour éviter qu'ils ne réchauffent exagérément la charge introduite dans ledit moteur, il est nécessaire d'en réduire la température avant de les mélanger avec les gaz frais. Cette stratégie est connue sous l'appellation anglo-saxonne de Cooled EGR , laquelle précise que les gaz d'échappement recirculés sont refroidis préalablement à leur mélange avec les gaz frais admis par ledit moteur. Les motoristes francophones utilisent finalement le terme franglais de EGR refroidi , aisément compréhensible et facile à utiliser.
3 An excess of oxygen makes it impossible to reduce the oxides of nitrogen by catalyst three-tract. It is therefore not possible to post-treat the nitrogen oxides contained in the gases exhaust from engines operating in excess of air by means of a catalytic converter three-way.
This explains why - to meet environmental regulations always more restrictive - engines operating in excess of air now receive a device specially adapted for reducing nitrogen oxides such as an oxide trap nitrogen or Selective catalytic reduction device of nitrogen oxides with urea.
The apparatus is usually placed at the outlet of a two-way oxidation catalyst which will have previously burned unburnt hydrocarbons and which will have completed oxidation of carbon monoxide, and more and more often, a particulate filter.
Diesel engines operating naturally in excess of air, since the entry into force of the Euro VI standard in Europe, almost all European diesel cars are equipped with a device that post-processes the oxides of nitrogen to transform them in dinitrogen.
The problem with these devices is that they are expensive, complex, and that their congestion and their maintenance constraints are so high that these devices are not almost used only on diesel engines that can not in practice operate that excess air.
In the case of spark ignition engines, engine manufacturers endeavor to all means to make them work with stoichiometry so that they remain compatible with a a three-way catalyst that is simple and inexpensive.
To benefit from the reduction in fuel consumption induced by the dilution of the charge of spark ignition engines without the inconvenience particular economic benefits of a nitrogen oxide trap or a reduction catalytic selective nitrogen oxides to urea, so it is necessary to dilute said charge of said engines not with air rich in oxygen, but with a neutral gas lack of oxygen.
This latter gas is usually supplied by exhaust gas recirculation of the motor itself, said gases no longer containing oxygen and being available and abundant. This strategy is known as the recirculation of gases exhaust and more precisely under the acronym EGR standing for Exhaust Gas Recirculation .
Said gases leaving at high temperature at the exhaust of the ignition engine controlled, to prevent them from overheating the charge introduced into the said motor it is necessary to reduce the temperature before mixing with the gases fresh. This strategy is known as Anglo-Saxon Cooled EGR, which precise the recirculated exhaust gases are cooled before mixture with the fresh gas admitted by said engine. French engine manufacturers use finally the term EGR franglais cooled, easily understandable and easy to use.

4 Le refroidissement préalable des gaz d'EGR est nécessaire à deux titres au moins.
Premièrement, il faut que la température du mélange gaz-EGR/gaz-frais admis par le moteur à allumage commandé reste basse pour que le rendement volumétrique dudit moteur reste élevé lorsqu'il opère à plein couple. En effet, pour une pression d'admission donnée, la masse de dit mélange introduite dans le ou les cylindre(s) dudit moteur est d'autant plus importante que ledit mélange est froid. Le refroidissement préalable des gaz d'EGR est rendu encore plus indispensable si ledit moteur est suralimenté par un turbocompresseur ou par tout autre moyen.
Deuxièmement, plus le mélange gaz-EGR/gaz-frais est chaud, plus il favorise l'apparition du cliquetis lequel est défavorable au rendement dudit moteur.
Le problème est que la charge diluée à l'EGR refroidi est pauvre en oxygène.
Ceci est paradoxal puisque c'est par ailleurs le but recherché notamment pour que la charge reste stoechiométrique et résistante au cliquetis. Il résulte de cet appauvrissement en oxygène une initiation de la combustion plus difficile à obtenir et un développement de la combustion plus lent que lorsque ladite charge est non-diluée à l'EGR refroidi.
.. Dans un moteur à allumage commandé, l'initialisation de la combustion s'opère en créant un arc électrique à haute température entre deux électrodes distantes l'une de l'autre de quelques dixièmes de millimètres.
Lorsque la charge en air-carburant est fortement diluée avec de l'EGR
refroidi, l'arc électrique traverse un mélange globalement pauvre en oxygène et en carburant.
Le risque d'un raté d'allumage augmente si d'aventure, l'espace de quelques dixièmes de millimètres qui sépare la cathode de l'anode de la bougie d'allumage ne contient pas un mélange gaz-EGR/gaz-frais suffisamment brûlable car en effet, des hétérogénéités se créent inévitablement dans l'espace tridimensionnel de la chambre de combustion, avec des poches plus riches en oxygène et/ou en carburant que d'autres.
Si la combustion s'initialise comme souhaité, l'énergie du carburant que contient la charge commence à se libérer sous forme de chaleur et la flamme entame son développement.
Pour cela, par approches successives, ladite flamme communique sa chaleur au mélange gaz-EGR/gaz-frais environnant, couche brûlable après couche brûlable. Chaque couche est portée à sa température d'inflammation par la couche précédente, brûle, et libère de la chaleur qu'elle communique à la couche suivante et ainsi de suite. Selon le principe de la réaction en chaîne, la flamme se propage dans l'espace tridimensionnel de la chambre de combustion du moteur à allumage commandé.
Le principal problème de l'EGR refroidi est qu'il rend difficile l'initialisation de la combustion, puis ralentit considérablement le développement de cette dernière à la fois à
cause de la réduction globale de sa température, et à cause des hétérogénéités de richesse en comburant et/ou carburant trouvées dans le volume de la chambre de combustion et donc, sur le parcours de la flamme.

On constate d'ailleurs expérimentalement que plus la teneur de la charge en EGR refroidi augmente, plus le moteur devient instable. A partir d'une certaine dite teneur, des ratés d'allumage surviennent et le rendement - qui jusqu'alors avait tendance à
augmenter avec la teneur en EGR refroidi de la charge - décroît. Au-delà d'une certaine teneur en dit EGR,
4 The pre-cooling of the EGR gases is necessary in two less.
First, the temperature of the gas-EGR / gas-charge mixture must be allowed by the spark ignition engine remains low for volumetric efficiency said engine remains high when operating at full torque. Indeed, for a pressure admission given, the mass of said mixture introduced into the cylinder (s) of said engine is all the more important that said mixture is cold. The recooling preliminary gas of EGR is made even more essential if said engine is supercharged by a turbocharger or by any other means.
Second, the hotter the gas-EGR / gas-fresh mixture, the more it promotes the appearance rattling which is adverse to the performance of said engine.
The problem is that the diluted charge to the cooled EGR is low in oxygen.
this is paradoxical since it is also the goal sought, especially so that the load remains stoichiometric and knock-resistant. It results from this impoverishment in oxygen an initiation of combustion more difficult to obtain and a development of combustion slower than when said charge is undiluted at the cooled EGR.
.. In a spark ignition engine, the initialization of combustion operates by creating a high temperature electric arc between two distant electrodes one of the other a few tenths of a millimeter.
When the air-fuel charge is heavily diluted with EGR
cooled, the bow electric crosses a globally poor mixture of oxygen and fuel.
The risk a misfire increases if by chance, the space of a few tenths of millimeters separating the cathode from the anode of the spark plug does not contain a gas mixture EGR / gas-fresh sufficiently burnable because indeed, heterogeneities are created inevitably in the three-dimensional space of the combustion chamber, with of the pockets richer in oxygen and / or fuel than others.
If the combustion is initialized as desired, the fuel energy that contains the charge begins to release in the form of heat and the flame starts its development.
For this, by successive approaches, said flame communicates its heat to the mixed gas-EGR / gas-fresh surrounding, burnable layer after burnable layer. Each layer is brought to its ignition temperature by the previous layer, burns, and free from the heat that it communicates to the next layer and so on. According to principle of chain reaction, the flame propagates in the three-dimensional space of the room of combustion of the spark ignition engine.
The main problem of cooled EGR is that it makes it difficult the initialization of the combustion, and then considerably slows the development of the latter both at cause of global reduction of its temperature, and because of the heterogeneities of wealth in oxidant and / or fuel found in the volume of the combustion chamber and so, on the path of the flame.

Moreover, it is found experimentally that the higher the content of the Cooled EGR
increases, the more the motor becomes unstable. From a certain said content, failures ignition and performance - which until then had tended to increase with the cooled EGR content of the charge - decreases. Beyond a certain EGR content,

5 .. le moteur à allumage commandé s'arrête, la combustion ne parvenant plus à
s'initialiser.
On remarque aussi que la teneur des gaz d'échappement en hydrocarbures imbrûlés et en monoxyde de carbone augmente parallèlement à la teneur en EGR refroidi de la charge.
Ceci provient à la fois de poches de mélange trop pauvres pour brûler convenablement rencontrées par la flamme sur son parcours, et de l'épaississement de la couche limite de coincement de flamme à proximité des parois internes froides de la chambre de combustion du moteur.
Toujours de manière expérimentale, on constate aussi que plus la puissance d'allumage est importante, plus il est possible d'augmenter la teneur en EGR refroidi de la charge sans trop altérer la stabilité du moteur.
A ce titre, de nombreux laboratoires de recherche - tels que le South West Research lnstitute aux Etats-Unis - ont développé des dispositifs d'allumage électriques de plus en plus puissants de sorte à reculer les limites accessibles de teneur en EGR
refroidi de la charge. La finalité de cette stratégie reste bien entendu d'améliorer le rendement du moteur à allumage commandé.
Le problème de la surenchère à la puissance des allumages électriques est que leur rendement décroît rapidement avec leur puissance. Il faut donc toujours plus de puissance électrique pour obtenir de moins en moins de puissance d'allumage additionnelle.
En outre, une puissance électrique élevée n'a d'intérêt que si l'on éloigne les électrodes de la bougie l'une de l'autre pour donner plus de chances à l'étincelle de traverser une poche brûlable, ou alors que l'on augmente la durée de l'étincelle, ou que l'on répète l'étincelle.
Ceci conduit à des tensions et à des puissances électriques de plus en plus élevées qui complexifient la réalisation des isolants électriques de la bougie d'allumage tout en réduisant drastiquement la durée de vie de cette dernière.
La difficulté à allumer la charge provient aussi du fait que l'EGR refroidi est d'autant plus intéressant sur des moteurs à allumage commandé suralimentés dont on cherche par tous moyens à réduire la sensibilité au cliquetis. Or, plus la pression de suralimentation est élevée, plus la densité du mélange gaz-EGR/gaz-frais est importante entre les électrodes de la bougie au moment du déclenchement de l'étincelle, et plus il faut de tension pour provoquer ladite étincelle. De ce point de vue, l'EGR refroidi ne va pas dans la bonne direction puisqu'à même énergie introduite dans le cylindre du moteur, la masse de gaz qui se trouve entre les électrodes augmente de même que la résistance dudit gaz à
l'inflammation.
On note que le brevet N FR 2 986 564 appartenant au demandeur constitue une réponse robuste à ces problèmes. Le dispositif d'allumage par étincelle et stratification haute-pression pour moteur à combustion interne dont il est question dans ledit brevet
5 .. the spark ignition engine stops, the combustion no longer reaching initialize.
It is also noted that the content of the exhaust gases in hydrocarbons unburned and in carbon monoxide increases in parallel with the cooled EGR content of the charge.
This comes at a time from pockets of mixture too poor to burn properly encountered by the flame on its course, and the thickening of the boundary layer of flame jamming near the cold internal walls of the chamber of combustion of the motor.
Still experimentally, we also see that more power ignition is important, the more it is possible to increase the cooled EGR content of the load without Too much damage the stability of the engine.
As such, many research laboratories - such as the South West Research Institute in the United States - have developed ignition more and more more powerful to push back the accessible limits of EGR content cooled from the charge. The purpose of this strategy is, of course, to improve the engine performance spark ignition.
The problem of overbidding the power of electric ignitions is that their yield decreases rapidly with their power. So always more power electric to get less and less ignition power additional.
In addition, a high electrical power is only of interest if one moves away from the electrodes of the candle from each other to give more chances to the spark of to cross a pocket burnable, or while increasing the duration of the spark, or when repeat the spark.
This leads to more and more electrical voltages and powers elevated who Complexify the realization of the electric insulators of the spark plug all in drastically reducing the life of the latter.
The difficulty in igniting the charge is also due to the fact that the cooled EGR
is all the more interesting about supercharged spark ignition engines that we are looking by all ways to reduce rattling sensitivity. However, the pressure of overeating is the higher the density of the gas-EGR / gas-fresh mixture is electrodes candle when the spark is triggered, and more voltage for cause said spark. From this point of view, the cooled EGR does not go in the maid direction since at the same energy introduced into the cylinder of the engine, the mass of gas that lies between the electrodes increases as does the resistance of said gas to inflammation.
It is noted that the patent N FR 2 986 564 belonging to the applicant constitutes a reply robust to these problems. The spark ignition device and stratification high pressure for internal combustion engine referred to in said patent

6 propose d'injecter sous haute pression, au centre de la bougie d'allumage et peu de temps avant le déclenchement de l'étincelle, une charge pilote approximativement stoechiométrique, hautement brûlable car non diluée à l'EGR refroidi, et potentiellement légèrement riche en carburant.
Une fois injectée par ledit dispositif, ladite charge pilote baignant les électrodes de la bougie, dès qu'un arc électrique se forme entre lesdites électrodes, ladite charge s'enflamme immédiatement et libère l'énergie qu'elle contient. Ainsi, ladite charge elle-même constitue t-elle le moyen d'allumage en soi dont la puissance est de plusieurs centaines à plusieurs milliers de fois plus importante que celle de l'arc électrique qui a permis de la mettre à feu.
Il est pratiquement impossible d'obtenir une telle puissance d'allumage avec des moyens électriques seuls.
L'expérience démontre d'ailleurs que des taux d'EGR refroidi de l'ordre de cinquante pour cent sont possibles avec un tel dispositif contre de l'ordre de trente pour cent seulement avec les seuls dispositifs d'allumage électrique les plus puissants qui soient.
On notera que l'approche retenue dans le brevet N FR 2 986 564 se retrouve sous des formes apparentées dans le brevet N US 4 319 552 des inventeurs Fred N. Sauer et J.
Brian Barry, ou dans le brevet N DE 41 40 962 Al appartenant à la société
Bosch .
En tout état de cause, le brevet N U56564770 de la société Orbital n'entre pas dans cette catégorie car il s'agit selon ce brevet d'assurer à relativement basse pression la constitution d'une charge principale la plus homogène possible, et non pas de former une charge pilote à des fins d'allumage d'une charge principale hautement diluée à
l'EGR.
Le problème du dispositif décrit par le brevet N FR 2 986 564 et dans les brevets apparentés tels qu'ils viennent d'être listés réside non pas dans l'initialisation de la combustion qui est très performante, mais dans le développement de ladite combustion.
Notamment, lorsque la fraction brûlée du carburant que contient la charge principale atteint les cinquante pourcents environ, la combustion peine à progresser de sorte que le temps total requis pour brûler l'entièreté de la charge principale est plus important que le temps requis pour brûler l'entièreté d'une charge principale non-diluée à l'EGR
refroidi.
II résulte de ceci qu'une partie du gain énergétique potentiel de l'EGR
refroidi est perdue à
cause d'une combustion qui se développe trop lentement.
Or, le maximum de bénéfice de l'EGR refroidi serait trouvé s'il était possible d'opérer un moteur à allumage commandé simultanément avec une charge principale dont la teneur en EGR refroidi est de l'ordre de cinquante pour cent d'une part, et avec une stabilité et une durée totale de combustion comparables à celles trouvées sur le même dit moteur lorsque ce dernier brûle une charge non-diluée d'autre part.
La solution pourrait provenir de l'utilisation d'une préchambre dans laquelle serait introduite la charge pilote, ladite préchambre pouvant héberger les électrodes de la bougie et même, faire partie intégrante de ladite bougie comme le propose le brevet N US 4 319 552.
6 proposes to inject under high pressure, in the center of the spark plug and not much time before the spark is triggered, a pilot charge approximately stoichiometric, highly burnable because undiluted with cooled EGR, and potentially slightly rich in fuel.
Once injected by said device, said pilot load bathing the electrodes of the candle, as soon as an electric arc is formed between said electrodes, said load ignites immediately and releases the energy it contains. Thus, the said office itself same Does it the ignition means in itself whose power is several hundred several thousands of times greater than that of the electric arc that allowed put it on fire.
It is virtually impossible to obtain such ignition power with means electric alone.
Experience has shown that cooled EGR levels of the order of fifty for hundred are possible with such a device against of the order of thirty to only one hundred with the only most powerful electric ignition devices that are.
Note that the approach adopted in the patent N FR 2 986 564 is found under related forms in US Pat. No. 4,319,552 to inventors Fred N. Sauer and J.
Brian Barry, or in the patent N DE 41 40 962 Al belonging to the company Bosch.
In any event, the patent U56564770 Orbital of the company enters not in this category because it is according to this patent to ensure relatively low pressure the the most homogeneous main charge possible, and not form a pilot charge for ignition purposes of a highly diluted main charge at EGR.
The problem of the device described by the patent N FR 2 986 564 and in the patents such as they have just been listed does not lie in the initialization of the combustion which is very powerful, but in the development of said combustion.
In particular, when the burned fraction of the fuel contained in the load main reached about fifty percent, burning struggles to progress so that the weather total required to burn the entire main charge is more important that time required to burn all of an undiluted main charge at the EGR
cooled.
As a result of this, part of the potential energy gain of the EGR
cooled is lost to because of a combustion that develops too slowly.
However, the maximum benefit of the cooled EGR would be found if it were possible to operate a spark ignition engine simultaneously with a main load of which the content Cooled EGR is on the order of fifty percent on the one hand, and with a stability and a total burning time comparable to those found on the same said motor when the latter burns an undiluted charge on the other hand.
The solution could come from the use of a prechamber in which would be introduced the pilot charge, said prechamber being able to house the electrodes of the candle and even, to be an integral part of said candle as proposed by the patent N US 4 319,552.

7 Le premier avantage d'une telle préchambre est qu'elle maintient potentiellement la charge pilote au plus proche des électrodes de la bougie, ce qui peut limiter la dispersion de ladite charge dans la chambre de combustion principale du moteur à allumage commandé
avant la mise à feu de ladite charge.
Le deuxième avantage de ladite préchambre est qu'une fois mise à feu, la charge pilote pressurise ladite préchambre laquelle envoie des torches de gaz brûlants à
haute vitesse dans la chambre de combustion principale du moteur à allumage commandé via des orifices que comporte ladite préchambre.
Cette mise à feu de la charge principale au moyen de torches est très efficace car au lieu de partir du centre de la chambre de combustion comme c'est le cas avec une bougie d'allumage ordinaire, la flamme s'initialise en de multiples endroits de la chambre combustion, et se développe radialement depuis la périphérie de la chambre vers le centre de la chambre, et tangentiellement entre chaque torche.
L'énergie du carburant s'en retrouve libérée en un temps très court, ce qui est favorable au rendement thermodynamique du moteur à allumage commandé car non seulement la détente est plus productive en travail, mais la moindre sensibilité au cliquetis qui découle d'une combustion aussi rapide permet d'opérer ledit moteur avec un rapport volumétrique significativement plus élevé.
En tout état de cause, le brevet N US 4 319 552 ou la solution proposée dans le brevet FR 2 986 564 appartenant au demandeur ou dans les brevets apparentés précédemment évoqués ne peuvent se comparer à la multitude de brevets qui injectent du carburant seul dans une préchambre ou non, et non un mélange constitué d'air et de carburant.
Parmi ces brevets, on citera par exemple ceux connus sous le N GB 2 311 327 A
de Fluid Research Limited , le N US 4,864,989 de Tice Technology Corp , le N US 4,124,000 de General Motors , le N US 4,239,023 de Ford Motor Company , le N US 4,892,070 de l'inventeur Dieter Kuhnert, le N US 2001/0050069 Al des inventeurs Radu Oprea et Edward Rakosi, ou encore le brevet N US 2012/0103302 Al de l'inventeurWilliam Attard sur le principe duquel est fondé le système d'allumage Turbulent Jet Ignition développé par la société allemande Mahle pour les moteurs de Formule 1.
Il existe en effet une différence fondamentale entre les solutions exposées dans ces derniers brevets qui s'adressent aux moteurs à allumage commandé dits à
mélange pauvre et qui n'ont pour objectif que d'enrichir la charge en carburant autour du point d'allumage au motif que la charge dans son ensemble est pauvre en carburant mais riche en oxygène, et les solutions exposées dans le brevet FR 2 986 564 et brevets apparentés qui s'adressent quant à eux principalement aux moteurs à allumage commandé
opérants avec une charge fortement diluée à l'EGR refroidi et qui ont pour objectif de constituer un mélange riche en carburant ET en oxygène autour du point d'allumage, au motif que la charge dans son ensemble est pauvre en carburant ET en oxygène.
7 The first advantage of such a prechamber is that it keeps potentially the charge pilot to the nearest electrodes of the candle, which may limit the dispersion of said charge in the main combustion chamber of the spark ignition engine before firing said load.
The second advantage of said antechamber is that once fired, the pilot charge pressurizes said prechamber which sends hot gas torches to high speed in the main combustion chamber of the spark ignition engine via holes that includes said prechamber.
This firing of the main charge by means of torches is very effective because instead from the center of the combustion chamber as is the case with a candle ordinary ignition, the flame is initialized at multiple points in the bedroom combustion, and develops radially from the periphery of the chamber towards the center of the chamber, and tangentially between each torch.
The fuel energy is released in a very short time, which means is in favor thermodynamic efficiency of the spark ignition engine because not only the relaxation is more productive in work, but the slightest sensitivity to rattling that stems such rapid combustion makes it possible to operate the engine with a ratio volumetric significantly higher.
In any case, US Pat. No. 4,319,552 or the solution proposed in US Pat.
the patent FR 2 986 564 belonging to the applicant or in related patents previously mentioned can not be compared to the multitude of patents that inject fuel alone in a prechamber or not, and not a mixture of air and fuel.
Among these patents, mention will be made, for example, of those known under the name of GB 2 311 327 A.
of Fluid Research Limited, N US 4,864,989 of Tice Technology Corp., N US 4,124,000 from General Motors, N US 4,239,023 from Ford Motor Company, N US 4,892,070 of the inventor Dieter Kuhnert, N US 2001/0050069 Al inventors Radu Oprea and Edward Rakosi, or patent N US 2012/0103302 Al of the inventorWilliam Attard on whose principle the system is based Turbulent ignition Jet Ignition developed by the German company Mahle for engines of Formula 1.
There is indeed a fundamental difference between the solutions on display in these the latest patents for spark ignition engines known mixed poor and whose only objective is to enrich the fuel around the point on the grounds that the load as a whole is low in fuel but rich in oxygen, and the solutions set forth in patent FR 2 986 564 and patents Related mainly for spark ignition engines operative with a strongly diluted charge with cooled EGR and which aim to constitute a mixture rich in fuel AND oxygen around the ignition point, with the motive that the load as a whole is low in fuel AND oxygen.

8 A ce stade, on a vu qu'injecter une charge pilote hautement brûlable constituée d'air et de carburant pour envelopper les électrodes de la bougie avec ladite charge comme le propose le brevet N FR 2 986 564 permet d'allumer efficacement une charge principale fortement diluée à l'EGR.
On a aussi vu qu'une fois allumée ladite charge principale, la combustion se développe rapidement jusqu'à ce qu'environ cinquante pour cent de la quantité totale de carburant contenue dans la dite charge aient été brûlés. Au-delà des dits cinquante pour cent, la combustion se développe plus lentement ce qui fait qu'à partir d'une certaine teneur en EGR de la charge principale, le rendement thermodynamique du moteur à allumage commandé décroît au lieu d'augmenter comme espéré.
On a supposé que si - comme le propose le brevet N US 4 319 552- la charge pilote était injectée dans une préchambre dans laquelle sont hébergées les électrodes de la bougie, ce dernier problème de développement de la combustion au delà de cinquante pour cent serait en tout ou partie résolu.
En effet, ladite préchambre éjecterait par ses orifices des torches de gaz brûlants animés d'une grande vitesse qui à la fois initialiseraient la combustion sur une grande longueur radiale autour du point d'allumage, mais aussi, plisseraient le front de flamme ce qui favoriserait le développement de la flamme perpendiculairement aux dites torches.
Pour autant, cette dernière solution peut s'avérer insatisfaisante pour un grand nombre de raisons dont certaines ont conduit à abandonner les dispositifs d'allumage basés sur une préchambre, particulièrement dans le contexte des moteurs à allumage commandé.
En effet, pour être efficace, la préchambre doit présenter un dôme protubérant qui pénètre suffisamment dans la chambre de combustion du moteur pour que les trous qu'expose ledit dôme et par lesquels sont éjectés les gaz brûlants pour former des torches soient positionnés suffisamment à l'intérieur de ladite chambre pour que lesdites torches ne lèchent pas les parois internes froides dudit moteur.
Or, dès que la combustion est initialisée dans la préchambre, les gaz contenus dans cette dernière montent rapidement en pression et sont éjectés à haute vitesse par lesdits trous.
Ce faisant, lesdits gaz chauffent ledit dôme.
Une fois initialisée la combustion de la charge principale, la pression régnant dans la chambre de combustion du moteur devient rapidement supérieure à celle régnant dans la préchambre de sorte que des gaz chauds repassent en sens inverse au travers des trous du dôme, chauffant encore ce dernier.
Lors de la détente des gaz par le piston du moteur à allumage commandé, la pression régnant dans ladite préchambre redevient supérieure à celle régnant dans la chambre de combustion du moteur. En conséquence, les gaz chauds contenus dans la préchambre repassent une troisième fois au travers des dits trous, surchauffant encore ledit dôme.
8 At this point, we saw that injecting a highly burnt pilot charge consisting of air and fuel to wrap the electrodes of the candle with said charge as the proposes patent N FR 2 986 564 makes it possible to effectively light a main charge strongly diluted with EGR.
It has also been seen that once the main charge is on, the combustion is developed quickly until about fifty percent of the total amount of fuel contained in the said charge were burned. Beyond the so-called fifty for cent, the combustion is developing more slowly, so that from a certain content EGR of the main charge, the thermodynamic efficiency of the ignition engine ordered decreases instead of increasing as hoped.
It has been assumed that if - as proposed in US Pat. No. 4,319,552 - the charge pilot was injected into a prechamber in which are housed the electrodes of the candle, this last problem of development of combustion beyond fifty percent would be fully or partially resolved.
Indeed, said prechamber eject through its orifices gas torches burning hot of high speed that would both initiate combustion on a great length radial around the ignition point, but also, would squint the front of flame which favor the development of the flame perpendicular to the so-called torches.
However, this last solution may prove to be unsatisfactory for a large number of reasons some of which led to the abandonment of ignition devices based on prechamber, particularly in the context of spark ignition engines.
Indeed, to be effective, the prechamber must have a protruding dome who enters enough in the engine's combustion chamber so that the holes that said dome and through which hot gases are ejected to form torches are sufficiently positioned within said chamber for said torches do do not lick the cold internal walls of said engine.
However, as soon as the combustion is initialized in the prechamber, the gases contained in this last rise quickly in pressure and are ejected at high speed by said holes.
In doing so, said gases heat said dome.
Once initialized the combustion of the main charge, the pressure prevailing in the combustion chamber of the engine quickly becomes greater than that prevailing in the prechamber so that hot gases pass back in the opposite direction through Holes of the dome, still heating the latter.
When the gases are released by the spark ignition engine piston, the pressure prevailing in said prechamber becomes greater than that prevailing in the room of combustion of the engine. As a result, the hot gases contained in the antechamber pass a third time through the so-called holes, overheating again said dome.

9 Or, à partir d'une certaine température, le dôme protubérant se comporte comme une boule chaude à l'instar du système d'allumage du moteur à combustion interne inventé
par Stuart Herbert-Akroyd et décrit dans le brevet 0HD4226 du 4 décembre 1891.
Un tel point chaud conduit alors potentiellement à des allumages intempestifs de la charge principale non-commandés par étincelle. Le cliquetis qui peut s'en suivre est de nature à
endommager voire à détruire le moteur à allumage commandé.
Une solution peut consister en refroidir intensivement ledit dôme pour éviter qu'il ne constitue un point chaud. Toutefois, l'export de chaleur qui en résulte se fait au détriment d'une part, de l'efficacité des torches de gaz brûlants dont la température et la vélocité sont réduites lors de leur passage au travers des trous aménagés dans ledit dôme, et d'autre part, de l'efficacité thermodynamique du moteur à allumage commandé.
Il faut donc impérativement que la préchambre ne puisse pas se comporter comme un dispositif d'allumage à boule chaude tel que précédemment évoqué ou du moins, que l'initialisation de la combustion de la charge principale soit bien déclenchée au moment choisi, et non subie à un moment incontrôlé.
Ceci implique de refroidir les parties chaudes de ladite préchambre susceptible de déclencher un auto-allumage, mais ceci doit être fait sans trop diminuer l'efficacité de ladite préchambre à diffuser des torches de gaz brûlants dans l'espace tridimensionnel de la chambre de combustion du moteur qui contient la charge principale.
En outre, on note que la constitution d'une charge pilote air-carburant portée à haute pression n'est pas gratuite au plan énergétique. Il faut préalablement comprimer de l'air, ce qui nécessite un compresseur entraîné par le moteur à allumage commandé lui-même, puis injecter du carburant dans ledit air. Une autre stratégie peut consister en directement comprimer un mélange air-carburant constitué préalablement.
Ainsi, du fait de son coût énergétique non-négligeable, à même efficacité
d'allumage, plus la masse et la pression de la charge pilote sont petites par rapport à celle de la charge principale, meilleur est le bilan énergétique final du moteur à allumage commandé lorsqu'il opère sous fort taux d'EGR. Il faut donc par tous moyens conférer à la charge pilote une efficacité spécifique à allumer la charge principale la plus grande possible, relativement à
la masse et à la pression de ladite charge pilote.
En d'autres termes, à même efficacité d'allumage, la charge pilote doit contenir la plus petite quantité de mélange air-carburant possible, mise préalablement sous la pression la plus basse possible.
A ce titre, il faut autant que possible éviter que la charge pilote ne se disperse dans la charge principale avant sa mise à feu car une telle dispersion réduit l'efficacité spécifique de la charge pilote à allumer la charge principale et ne peut se compenser qu'en augmentant la masse de ladite charge pilote, ce qui se fait au détriment du rendement énergétique du moteur à allumage commandé.

La dispersion résulte notamment du temps dont l'injecteur qui introduit la charge pilote dans la préchambre a besoin pour réaliser l'injection de ladite charge pilote sous une pression nécessairement supérieure à celle de la charge principale.
5 On notera d'ailleurs que la pression d'injection de la charge pilote reste approximativement constante cependant que la pression de la charge principale croît sous l'effet de sa compression consécutive à la remontée du piston du moteur à allumage commandé
vers son Point Mort Haut. Le début de l'injection de la charge pilote s'opère donc sous une pression différentielle plus grande que la fin de ladite injection. Il résulte de ceci que la
9 However, from a certain temperature, the protruding dome behaves like a hot ball like the ignition system of the internal combustion engine invented by Stuart Herbert-Akroyd and described in patent 0HD4226 of December 4, 1891.
Such hot spot then potentially leads to untimely ignition of the charge non-spark-controlled main. The rattling that can follow is nature to damage or even destroy the spark ignition engine.
One solution may be to intensively cool said dome to avoid that he is a hot spot. However, the resulting heat export is at the expense on the one hand, the efficiency of hot gas torches whose temperature and velocity are reduced during their passage through the holes in said dome, and other the thermodynamic efficiency of the spark ignition engine.
It is therefore imperative that the prechamber can not behave like a ignition device hot ball as previously mentioned or the less than the initialization of the combustion of the main charge is well triggered at the time chosen, and not undergone at an uncontrolled time.
This involves cooling the hot parts of said prechamber susceptible to trigger a self-ignition, but this must be done without diminishing too much the effectiveness of the said prechamber to diffuse burning gas torches into space three-dimensional combustion chamber of the engine that contains the main charge.
In addition, it is noted that the constitution of an air-fuel pilot charge at high pressure is not energy free. It must first be compress air, this which requires a compressor driven by the spark ignition engine itself even then injecting fuel into said air. Another strategy may consist of directly compress an air-fuel mixture previously constituted.
Thus, because of its non-negligible energy cost, efficiency ignition, plus the mass and the pressure of the pilot load are small compared to that of charge main, better is the final energy balance of the ignition engine ordered when operates under a high rate of EGR. It is therefore necessary by all means to confer on the pilot a specific efficiency to turn on the largest possible main load, with regard to the mass and pressure of said pilot load.
In other words, at the same ignition efficiency, the pilot load must contain the smallest quantity of air-fuel mixture possible, previously placed under most pressure low possible.
As such, it is necessary as far as possible to avoid that the pilot load scatters in the main charge before firing because such a reduced dispersion specific efficiency of the pilot charge to turn on the main charge and can not be compensated that increasing the mass of said pilot load, which is done to the detriment of the yield spark ignition engine.

The dispersion results in particular from the time of which the injector pilot load in the prechamber needs to perform the injection of said pilot load under a pressure necessarily greater than that of the main charge.
It will be noted, moreover, that the injection pressure of the pilot charge remains approximately constant however that the pressure of the main charge increases under the effect of his compression following piston ascent of spark ignition engine towards its Top Dead Point. The beginning of the injection of the pilot load therefore takes place under a differential pressure greater than the end of said injection. It results of this that the

10 vitesse d'éjection des gaz constitutifs de la charge pilote par l'injecteur est plus grande en début d'injection qu'en fin d'injection.
Avant l'injection de la charge pilote, la pression dans la préchambre est inférieure à celle régnant dans la chambre de compression du moteur. Une partie de la charge principale entre donc d'abord dans ladite préchambre au fur et à mesure qu'est comprimée ladite charge.
Puis, l'injecteur injecte dans la préchambre la charge pilote ce se mélange avec la fraction de la charge principale qui présente une forte teneur en EGR et qui a été
préalablement introduite dans ladite préchambre.
La masse de gaz excédentaire due à ladite fraction est alors expulsée hors de la préchambre avec une partie de la charge pilote, laquelle se trouve mélangée avec des gaz à forte teneur en EGR dans et hors de la préchambre.
L'inflammabilité du mélange ainsi constitué d'air, de carburant et d'EGR est donc nécessairement hétérogène dans le volume de la préchambre et hors de la préchambre.
L'efficacité de la charge pilote à s'enflammer le plus rapidement possible s'en trouve réduite de même que l'efficacité des torches de gaz brûlants à mettre à feu la charge principale.
Cette baisse d'efficacité ne peut être compensée que par une augmentation de la masse en air et carburant de la charge pilote, ceci au détriment du rendement énergétique global du moteur à allumage commandé.
Idéalement, il faudrait donc éviter par tous moyens de disperser la charge pilote dans la charge principale avant l'allumage de ladite charge pilote.
Ceci ne remet en rien en cause le fait qu'il serait très avantageux d'améliorer le dispositif décrit par le brevet N FR 2 986 564. En effet, ledit dispositif s'est révélé
efficace à initialiser la combustion sous très forts taux d'EGR refroidi et à développer ladite combustion jusqu'à
ce qu'une fraction d'environ cinquante pourcent du carburant que contient la charge principale soit brûlée.
L'objectif serait de donner audit dispositif la capacité à développer très rapidement ladite combustion jusqu'à ce qu'une fraction d'au moins quatre vingt dix ou cent pourcent dudit carburant soit brûlée.
10 ejection speed of the gases constituting the pilot charge by the injector is bigger in injection start at the end of the injection.
Before injecting the pilot charge, the pressure in the prechamber is less than prevailing in the compression chamber of the engine. Part of the load primary so enter first in said antechamber as soon as it is compressed said charge.
Then, the injector injects in the antechamber the pilot charge that mixes with the fraction the main load that has a high EGR content and that has been beforehand introduced into said prechamber.
The excess gas mass due to said fraction is then expelled out of the pre-chamber with part of the pilot charge, which is mixed with gases with high EGR content in and out of the prechamber.
The flammability of the mixture thus constituted of air, fuel and EGR is so necessarily heterogeneous in the volume of the prechamber and out of the antechamber.
The efficiency of the pilot charge to ignite as quickly as possible is reduced as is the efficiency of burning gas torches to ignite the charge main.
This decrease in efficiency can only be offset by an increase in the mass in air and fuel of the pilot charge, this to the detriment of the efficiency global energy spark ignition engine.
Ideally, we should therefore avoid by all means to disperse the load pilot in the main charge before the ignition of said pilot charge.
This does not in any way affect the fact that it would be very advantageous to improve the device described by the patent N FR 2 986 564. In fact, said device was revealed effective to initialize burning under very high rates of cooled EGR and developing said burning up what a fraction of about fifty percent of the fuel that the charge main burned.
The objective would be to give the device the ability to develop very quickly said burning until a fraction of at least ninety or a hundred percent of said fuel is burned.

11 Comme précédemment évoqué, ceci pourrait être réalisé au moyen d'une préchambre comme le suggère le brevet N US 4 319 552, mais à la seule condition de contourner les défauts notoires voire rédhibitoires d'une telle dite préchambre. Pour cela, il faut améliorer significativement l'efficacité de ladite préchambre ce qui implique notamment d'éviter qu'elle ne se comporte comme une boule chaude , d'éviter que la charge pilote ne soit dispersée dans la chambre principale, et de limiter la quantité d'énergie nécessaire à
comprimer ladite charge pilote à même efficacité d'allumage.
L'ensemble de ces objectifs est adressé par la préchambre d'allumage à clapet selon l'invention qui - suivant un mode particulier de réalisation - permet :
= De réduire fortement la charge thermique à laquelle est soumis le dôme protubérant qu'expose la préchambre, ceci en divisant approximativement par trois le nombre de passage des gaz brûlants au travers des trous que présente ledit dôme et par lesquels sont éjectés lesdits gaz, et ceci afin d'éviter que ledit dôme ne soit porté à
trop haute température et ne constitue un point chaud susceptible de provoquer l'auto-inflammation intempestive de la charge principale ;
= De minimiser la masse et la pression de la charge pilote nécessaire non seulement à
l'initialisation de la combustion de charges principales fortement diluées à
l'EGR, mais aussi au développement rapide de ladite combustion jusqu'à ce que l'intégralité
desdites charges principales soient brûlées ;
= Au service de ce dernier objectif, d'éviter la dispersion de la charge pilote dans la charge principale durant l'injection de ladite charge pilote dans la préchambre.
Pour atteindre ces objectifs, la préchambre d'allumage à clapet selon l'invention prévoit :
= De maintenir la préchambre fermée lorsque la pression qui y règne est inférieure à celle régnant dans la chambre de combustion, ceci afin d'éviter des allers-retours intempestifs des gaz brûlants au travers des trous que présente le dôme protubérant et par lesquels ladite préchambre communique avec ladite chambre ;
= De maintenir la préchambre fermée pendant l'essentiel du temps d'injection de la charge pilote de sorte que ladite injection s'opère dans un espace clos dans lequel les gaz de ladite charge pilote ne peuvent pas se mélanger avec les gaz de la charge principale ;
= D'abaisser la masse et la pression d'injection de la charge pilote tout en conservant une pression et une vitesse d'éjection des gaz brûlants élevées au travers des trous que présente le dôme protubérant.
La préchambre d'allumage à clapet est prévue peu chère à fabriquer en grande série pour rester compatible avec les contraintes économiques de la plupart des applications .. auxquelles elle se destine, y-compris automobiles.
11 As previously mentioned, this could be achieved by means of a antechamber as suggested by US Pat. No. 4,319,552, but with the sole condition of circumvent the notorious defects, even crippling, of such a prechamber. For that, we must improve significantly the effectiveness of said prechamber which implies in particular to avoid it does not behave like a hot ball, to avoid that the pilot load does not is dispersed in the master bedroom, and limit the amount of energy necessary to compressing said pilot charge with same ignition efficiency.
All of these objectives are addressed by the ignition pre-chamber with flapper according to the invention which - according to a particular embodiment - allows:
= To greatly reduce the thermal load to which the dome is subjected protuberant the prechamber, this by approximately dividing by three the number of passing of the hot gases through the holes presented by said dome and by which said gases are ejected, in order to prevent said dome from being brought to too high temperature and is not a hot spot that could cause inadvertent ignition of the main charge;
= To minimize the mass and pressure of the necessary pilot load only to initialization of the combustion of main charges strongly diluted to the EGR but also to the rapid development of the said combustion until all said main charges are burned;
= In the service of this last objective, to avoid the dispersion of the load driver in charge during the injection of said pilot charge into the prechamber.
To achieve these objectives, the valve ignition prechamber according to the invention provides:
= To keep the prechamber closed when the pressure is less than prevailing in the combustion chamber, this to avoid round trips unintentional hot gases through holes in the dome protuberant and whereby said prechamber communicates with said chamber;
= To keep the antechamber closed for most of the time Injection of the pilot load so that said injection takes place in a closed space in which gas from said pilot charge can not mix with the gases of the charge principal;
= To lower the mass and injection pressure of the pilot load while keeping a pressure and a high ejection velocity of the hot gases through holes that presents the protruding dome.
The prechamber ignition valve is expected inexpensive to manufacture in large series for remain compatible with the economic constraints of most applications .. to which it is intended, including automobiles.

12 Il est entendu que la préchambre d'allumage à clapet selon l'invention peut s'appliquer à
tout moteur à allumage commandé à combustion interne rotatif ou linéaire, quel qu'en soit le type, quel que soit le carburant gazeux, liquide ou solide qu'il consomme, et que sa charge principale soit diluée avec de l'EGR refroidi ou non, avec un gaz neutre de quelque nature que ce soit, ou avec un gaz riche en oxygène ou en tout autre comburant.
Il est aussi entendu que la charge pilote que reçoit la préchambre d'allumage à clapet selon l'invention peut contenir un carburant et/ou un comburant différent du carburant et/ou comburant qui constitue la charge principale du moteur à allumage commandé.
Les autres caractéristiques de la présente invention ont été décrites dans la description et dans les revendications secondaires dépendantes directement ou indirectement de la revendication principale.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention est prévue pour un moteur à combustion interne lequel comporte une culasse qui coiffe un cylindre pour former une chambre de combustion dans laquelle peut être brûlée une charge principale, ladite préchambre comprenant :
= Au moins une cavité de stratification qui d'une part, est aménagée dans la culasse et est reliée à la chambre de combustion par un conduit de stratification et qui d'autre part, reçoit un injecteur de stratification qui peut directement ou indirectement injecter dans ladite cavité une charge pilote préalablement mise sous pression par des moyens de compression, ladite charge étant constituée d'un mélange comburant-carburant AF
facilement inflammable au moyen d'une étincelle ;
= Des moyens d'allumage qui débouchent dans la cavité de stratification et qui peuvent mettre à feu la charge pilote ;
= Un clapet de stratification qui peut obturer en tout ou partie le conduit de stratification et qui expose d'une part, une face côté cavité soumise à la pression des gaz régnant dans la cavité de stratification et d'autre part, une face côté chambre soumise à la pression des gaz régnant dans la chambre de combustion, ledit clapet de stratification pouvant translater par rapport audit conduit sous l'effet de la pression des gaz soit en direction de la cavité de stratification lorsque ladite pression régnant dans cette dernière est inférieure à la pression régnant dans la chambre de combustion, soit en direction de ladite chambre lorsque la pression régnant dans cette dernière est inférieure à la pression régnant dans cavité de stratification ;
= Au moins une butée de clapet côté cavité qui détermine la position du clapet de stratification la plus proche de la cavité de stratification ;
= Au moins une butée de clapet côté chambre qui détermine la position du clapet de stratification la plus proche de la chambre de combustion.
12 It is understood that the ignition pre-ignition chamber according to the invention can apply to any spark ignition internal combustion engine that is rotary or linear be it the type, irrespective of the gaseous, liquid or solid fuel that it consumes, and that his main load is diluted with EGR cooled or not, with a gas neutral of some nature or with a gas rich in oxygen or any other oxidizer.
It is also understood that the pilot load that receives the prechamber of ignition with clamshell the invention may contain a fuel and / or oxidant other than fuel and / or oxidant which constitutes the main charge of the spark ignition engine.
The other features of the present invention have been described in the description and in dependent secondary claims directly or indirectly of the main claim.
The ignition pre-ignition chamber according to the present invention is provided for an engine which has a cylinder head which cap a cylinder for form a combustion chamber in which can be burned a main charge, said prechamber comprising:
= At least one lamination cavity which, on the one hand, is arranged in the breech and is connected to the combustion chamber by a lamination duct and which else part, receives a stratification injector that can directly or indirectly inject in said cavity a pilot load previously pressurized by means compression, said charge consisting of an oxidizing mixture AF fuel easily flammable by means of a spark;
= Ignition means that open into the lamination cavity and which can ignite the pilot load;
= A laminating valve that can seal all or part of the duct stratification and which exposes on the one hand, a cavity side face subjected to the pressure of gases prevailing in the lamination cavity and secondly, a chamber side subject to gas pressure prevailing in the combustion chamber, said flap of stratification can translate with respect to said conduit under the effect of the pressure of gas either direction of the stratification cavity when said pressure prevailing in this last is lower than the pressure prevailing in the combustion chamber, either direction of said chamber when the pressure prevailing in the latter is less than the pressure prevailing in the lamination cavity;
= At least one cavity-side check stopper that determines the position of the flap of stratification closest to the stratification cavity;
= At least one chamber-side check stopper that determines the position of the check valve stratification closest to the combustion chamber.

13 La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend un clapet de stratification qui obture en tout ou partie le conduit de stratification lorsqu'il est au plus proche de la cavité de stratification tandis qu'il ouvre ledit conduit sur une plus large section lorsqu'il est positionné au plus proche de la chambre de combustion.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend une butée de clapet côté cavité qui est constituée d'un siège d'obturation de clapet aménagé dans le conduit de stratification ou à l'une quelconque des extrémités dudit conduit, ledit siège coopérant avec une portée de clapet côté cavité que présente le clapet de stratification en sa périphérie et/ou en son extrémité.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend un siège d'obturation de clapet et une portée de clapet côté cavité qui constituent une étanchéité
quand ils sont au contact l'un de l'autre, ladite étanchéité empêchant tout gaz de passer au niveau dudit contact lorsque la pression qui règne dans la chambre de combustion est supérieure à la pression qui règne dans la cavité de stratification.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend une butée de clapet côté chambre qui est constituée d'un siège d'ouverture de clapet aménagé dans le conduit de stratification ou à l'une quelconque des extrémités dudit conduit, ledit siège coopérant avec une portée de clapet côté chambre que présente le clapet de stratification en sa périphérie et/ou en son extrémité.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend un siège d'ouverture de clapet et une portée de clapet côté chambre qui constituent une étanchéité
quand ils sont au contact l'un de l'autre de sorte à empêcher tout gaz de passer au niveau dudit contact.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend un clapet de stratification qui comporte en son pourtour des moyens de guidage qui maintiennent ledit clapet approximativement centré dans le conduit de stratification, et approximativement dans la même orientation longitudinale que ledit conduit et ceci, quelle que soit la position axiale dudit clapet par rapport audit conduit.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention prévoit que lorsque le siège d'ouverture de clapet et la portée de clapet côté chambre sont au contact l'un de l'autre, le clapet de stratification forme avec le conduit de stratification une préchambre d'allumage par torche qui communique simultanément d'une part, avec la cavité
de stratification, et d'autre part, avec la chambre de combustion par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'éjection des gaz.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend une paroi périphérique interne de la préchambre d'allumage par torche qui est cylindrique tandis que le clapet de stratification présente une périphérie circulaire et est logé à
faible jeu radial dans ladite préchambre.
13 The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a check valve stratification which closes all or part of the stratification duct when it is at most close to the lamination cavity as it opens said duct on a wider section when positioned closest to the combustion chamber.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a stop cavity-side flap which consists of a flap shutter seat laid out in the stratification duct or at any end of said duct, said seat cooperating with a valve seat side cavity that presents the valve of stratification in its periphery and / or at its end.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a seat valve shutter and a cavity-side valve seat which constitute a sealing when they are in contact with each other, said sealing preventing all gas to pass to level of said contact when the pressure prevailing in the chamber of combustion is greater than the pressure in the lamination cavity.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a stop valve side chamber which consists of a valve opening seat laid out in the stratification duct or at any end of said duct, said seat cooperating with a valve side chamber side that presents the valve of stratification in its periphery and / or in its extremity.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a seat valve opening and a chamber-side valve seat which constitute a sealing when they are in contact with each other so as to prevent any gas from pass to the level said contact.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a check valve stratification which includes in its periphery guiding means which maintain said flapper approximately centered in the lamination duct, and approximately in the same longitudinal orientation as said conduit and this, whatever the position axial of said valve relative to said conduit.
The ignition pre-ignition chamber according to the present invention provides that when the flap opening seat and chamber-side flap reach are at contact one of the other, the laminating valve forms with the lamination duct a prechamber torch which communicates simultaneously with the cavity of stratification, and secondly, with the combustion chamber by intermediary of at least a gas ejection orifice.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a wall internal device of the pre-ignition chamber by torch which is cylindrical while the laminating valve has a circular periphery and is housed in low radial clearance in said prechamber.

14 La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend un conduit de stratification qui débouche en saillie dans la chambre de combustion sous la forme d'un dôme d'éjection protubérant qui héberge la préchambre d'allumage par torche et duquel débouche l'orifice d'éjection des gaz.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend un siège d'ouverture de clapet qui est aménagé dans le dôme d'éjection protubérant.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention prévoit que lorsque le clapet de stratification est positionné proche de la chambre de combustion c'est à dire au voisinage voire au contact de la butée de clapet côté chambre avec laquelle il coopère, ledit clapet découvre au moins un orifice d'éjection des gaz qui met en relation la cavité de stratification avec la chambre de combustion.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend des moyens d'allumage qui sont constitués d'une bougie d'allumage qui ferme la première extrémité
d'un tube de liaison ajouré qui traverse tout ou partie du volume interne de la cavité de stratification et dont le corps est radialement traversé par au moins une lumière radiale qui met en relation l'intérieur dudit tube avec ledit volume interne, tandis que la deuxième extrémité dudit tube reçoit le conduit de stratification et le clapet de stratification, et cependant que l'électrode centrale et l'électrode de masse de ladite bougie sont logées à
l'intérieur du tube de liaison ajouré.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend une face côté
cavité qui expose un dôme aérodynamique.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend une face côté
cavité qui forme une électrode de masse qui fait face à une électrode centrale que comporte une bougie d'allumage cette dernière constituant les moyens d'allumage.
La préchambre d'allumage à clapet suivant la présente invention comprend un clapet de stratification qui est axialement plus épais en sa périphérie laquelle reçoit la portée de clapet côté cavité et la portée de clapet côté chambre, qu'en son centre.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés et donnés à titre d'exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente, et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :
Figure 1 est une vue en coupe schématique de la préchambre d'allumage à clapet suivant l'invention telle qu'elle peut être installée dans la culasse d'un moteur à
combustion interne.
Figure 2 est une vue en coupe schématique de la préchambre d'allumage à clapet suivant l'invention dont le clapet de stratification peut totalement fermer le conduit de stratification lorsque la portée de clapet côté cavité que présente ledit clapet de stratification est au contact du siège d'obturation de clapet avec lequel elle coopère, tandis que ledit clapet de stratification forme une préchambre d'allumage par torche qui est logée dans un dôme d'éjection protubérant lorsque ledit clapet repose sur sa butée de clapet côté
chambre.

Figures 3 à 8 sont des vues rapprochées partielles en coupe schématique de la préchambre d'allumage à clapet suivant l'invention et selon la configuration particulière montrée en figure 2, lesdites vues rapprochées illustrant diverses phases de fonctionnement de ladite 5 préchambre.
Figure 9 est une vue en coupe schématique de la préchambre d'allumage à clapet suivant l'invention reprenant les caractéristiques principales montrée en figure 2 auxquelles s'ajoute un tube de liaison ajouré radialement traversé par des lumières radiales, ledit tube 10 .. traversant le volume interne de la cavité de stratification et faisant partie intégrante d'une bougie d'allumage, cependant que la face côté cavité du clapet de stratification forme une électrode de masse qui fait face à une électrode centrale que comporte ladite bougie.
Figure 10 est une vue tridimensionnelle de la préchambre d'allumage à clapet suivant
14th The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a leads from stratification that protrudes into the combustion chamber under the form of a protruding ejection dome which houses the ignition prechamber by torch and whose opens the gas ejection port.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a seat valve opening which is arranged in the protruding ejection dome.
The ignition pre-ignition chamber according to the present invention provides that when the laminating valve is positioned close to the combustion chamber that is to say at neighborhood or in contact with the flap stop chamber side with which he cooperates, said valve discovers at least one gas ejection port that connects the cavity of stratification with the combustion chamber.
The ignition prechamber according to the present invention comprises means which consist of a spark plug which closes the first end a perforated connection tube that crosses all or part of the internal volume of the cavity of stratification and whose body is radially crossed by at least one radial light that relates the interior of said tube to said internal volume, while the second end of said tube receives the lamination duct and the check valve stratification, and however, the central electrode and the ground electrode of said candle are housed at the inside of the perforated connecting tube.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a face side cavity that exposes an aerodynamic dome.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a face side cavity that forms a ground electrode that faces a central electrode that includes a spark plug the latter constituting the ignition means.
The ignition prechamber with a valve according to the present invention comprises a check valve stratification which is axially thicker at its periphery which receives the clamshell cavity side and the chamber door valve range, only in the center.
The following description with reference to the attached drawings and given as examples non-limiting measures will make it possible to better understand the invention, the characteristics what present, and the benefits it is likely to provide:
Figure 1 is a schematic sectional view of the ignition prechamber valve following the invention as it can be installed in the cylinder head of an engine internal combustion.
Figure 2 is a schematic sectional view of the ignition prechamber valve following the invention the laminating valve can completely close the conduit stratification when the cavity-side valve seat that the said check valve has stratification is at clapper seat contact with which it cooperates, while said check valve stratification forms a torch prechamber that is housed in a dome ejection protruding when said flap rests on its flap stop side bedroom.

Figures 3 to 8 are partial close-up views in schematic section of the antechamber flap ignition according to the invention and according to the particular configuration shown in FIG. 2, said close-up views illustrating various phases of operation of said 5 prechamber.
Figure 9 is a schematic sectional view of the ignition prechamber valve following the invention incorporating the main characteristics shown in FIG. 2 to which is added a perforated connection tube radially traversed by radial openings, said tube 10 .. through the internal volume of the lamination cavity and making integral part of a spark plug, while the cavity side face of the flapper stratification forms a ground electrode that faces a central electrode that includes said candle.
Figure 10 is a three-dimensional view of the ignition prechamber with flapper following

15 l'invention et selon la variante de réalisation montrée en figure 9.
Figure 11 est une vue tridimensionnelle en coupe longitudinale brisée de la préchambre d'allumage à clapet suivant l'invention et selon la variante de réalisation montrée en figure 9.
Figure 12 est une vue tridimensionnelle éclatée de la préchambre d'allumage à
clapet suivant l'invention et selon la variante de réalisation montrée en figure 9.
DESCRIPTION DE L'INVENTION :
On a montré en figures 1 à 12 la préchambre d'allumage à clapet 1, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires.
On a vu en figure 1 que la préchambre d'allumage à clapet 1 est spécialement prévue pour un moteur à combustion interne 2 lequel comporte une culasse 3 qui coiffe un cylindre 4 pour former avec un piston 31 une chambre de combustion 5 dans laquelle peut être brûlée une charge principale 30.
On remarque en figures 1 à 12 que la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention comprend au moins une cavité de stratification 6 qui d'une part, est aménagée dans la culasse 3 et est reliée à la chambre de combustion 5 par un conduit de stratification 7 et qui d'autre part, reçoit un injecteur de stratification 8 qui peut directement ou indirectement injecter dans ladite cavité 6 une charge pilote 9 préalablement mise sous pression par des moyens de compression 10.
La charge pilote 9 est selon l'invention constituée d'un mélange comburant-carburant AF
facilement inflammable au moyen d'une étincelle.
En figure 1, 2 et 9, on voit l'injecteur de stratification 8 que prévoit la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention et qui peut, directement ou indirectement via un conduit de sortie d'injecteur 28, injecter la charge pilote 9 dans la cavité de stratification 6.
The invention and according to the embodiment variant shown in FIG. 9.
Figure 11 is a three-dimensional view in broken longitudinal section of the antechamber flap ignition according to the invention and according to the variant embodiment shown in figure 9.
Figure 12 is an exploded three-dimensional view of the ignition prechamber at valve according to the invention and according to the variant embodiment shown in FIG. 9.
DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 to 12 show the valve pre-ignition chamber 1, various details of his components, variants and accessories.
It has been seen in FIG. 1 that the valve ignition pre-chamber 1 is especially scheduled for an internal combustion engine 2 which comprises a cylinder head 3 which caps a cylinder 4 to form with a piston 31 a combustion chamber 5 in which can to be burned a main charge 30.
It will be noted in FIGS. 1 to 12 that the ignition pre-chamber with valve 1 next the invention comprises at least one lamination cavity 6 which, on the one hand, is arranged in the yoke 3 and is connected to the combustion chamber 5 by a conduit of stratification 7 and which on the other hand receives a stratification injector 8 which can directly or indirectly injecting into said cavity 6 a pilot load 9 previously put under pressure by compression means 10.
The pilot charge 9 is according to the invention constituted of an oxidizing mixture AF fuel easily flammable by means of a spark.
In FIGS. 1, 2 and 9, we see the stratification injector 8 that the ignition prechamber valve 1 according to the invention and which can, directly or indirectly via a conduit of injector outlet 28, injecting the pilot charge 9 into the cavity of stratification 6.

16 L'injecteur de stratification 8 peut être de tout type sans restriction, et être constitué de tout appareil capable d'introduire dans la cavité de stratification 6 selon quelque mode opératoire que ce soit une charge pilote 9 et ceci, que le mélange comburant-carburant AF
que contient ladite charge 9 soit formé en amont ou en aval dudit injecteur de stratification 8 avec le concours éventuel d'un autre injecteur soit de gaz, soit de liquide, ou avec le concours d'un carburateur connu en soi.
En outre, la cavité de stratification 6 et le conduit de stratification 7 peuvent avantageusement être revêtus d'un matériau réfractaire connu en soi, ou être faits dudit matériau. A titre de variante, une lame d'air peut être laissée entre au moins une partie de la cavité de stratification 6 et/ou du conduit de stratification 7 d'une part, et la culasse 3 qui reçoit ces composants 6, 7 d'autre part, de sorte à limiter les échanges de chaleur entre lesdits composants 6, 7 et ladite culasse 3.
On remarque aussi en figures 1 à 12 que la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention comprend des moyens d'allumage 11 qui débouchent dans la cavité de stratification 6 et qui peuvent mettre à feu la charge pilote 9, lesdits moyens 11 pouvant être constitués d'une bougie d'allumage 12 connue en soi.
Toujours en figures 1 à 12, on remarque que la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention comprend un clapet de stratification 13 qui peut obturer en tout ou partie le conduit de stratification 7 et qui expose d'une part, une face côté cavité 14 soumise à la pression des gaz régnant dans la cavité de stratification 6 et d'autre part, une face côté
chambre 15 soumise à la pression des gaz régnant dans la chambre de combustion 11.
On note que ledit clapet de stratification 13 peut translater par rapport au conduit de stratification 7 sous l'effet de la pression des gaz soit en direction de la cavité de stratification 6 lorsque ladite pression régnant dans cette dernière est inférieure à la pression régnant dans la chambre de combustion 5, soit en direction de ladite chambre 5 lorsque la pression régnant dans cette dernière est inférieure à la pression régnant dans cavité de stratification 6.
On remarquera que le clapet de stratification 13 peut aussi se déplacer dans le conduit de stratification 7 sous l'effet de la gravité ou d'une accélération, ce qui ne saurait être interprété comme un avantage quelconque ou un mode de fonctionnement recherché.
On peut souligner que le clapet de stratification 13 peut être réalisé en superalliage résistant à la température et rester le plus léger possible, ou en matériau céramique tel que du carbure de silicium.
Outre ce qui vient d'être décrit, on remarque que la préchambre d'allumage à
clapet 1 suivant l'invention comprend au moins une butée de clapet côté cavité 16 qui détermine la position du clapet de stratification 13 la plus proche de la cavité de stratification 6. Ceci est particulièrement visible en figures 3 à 8.
16 The stratification injector 8 can be of any type without restriction, and be made up of everything apparatus capable of introducing into the lamination cavity 6 according to some fashion operation that it is a pilot charge 9 and this, that the mixture oxidizer-AF fuel that contains said load 9 is formed upstream or downstream of said injector stratification 8 with the possible assistance of another injector, either gas or liquid, or with the competition of a known carburetor.
In addition, the lamination cavity 6 and the lamination duct 7 can advantageously be coated with a refractory material known per se, or be facts of the said material. Alternatively, an air gap can be left between at least a part of the lamination cavity 6 and / or the lamination duct 7 on the one hand, and the breech 3 which receives these components 6, 7 on the other hand, so as to limit the exchanges of heat between said components 6, 7 and said cylinder head 3.
It is also noted in Figures 1 to 12 that the ignition pre-chamber valve 1 following the invention comprises ignition means 11 which open into the cavity of stratification 6 and which can ignite the pilot charge 9, said means 11 that can be consisting of a spark plug 12 known per se.
Still in Figures 1 to 12, we note that the ignition pre-chamber valve 1 next the invention comprises a laminating valve 13 which can close at all or part of it laminating duct 7 and which exposes, on the one hand, a cavity-side face 14 subject to pressure of the gases prevailing in the lamination cavity 6 and secondly, one side side chamber 15 subjected to the pressure of the gases prevailing in the combustion chamber 11.
It is noted that said laminating valve 13 can translate with respect to the leads from stratification 7 under the effect of the gas pressure either towards the cavity of lamination 6 when said pressure in the latter is less than pressure prevailing in the combustion chamber 5, either towards said room 5 when the pressure in the latter is less than the pressure reigning in lamination cavity 6.
It will be noted that the laminating valve 13 can also move in the conduit of stratification 7 under the effect of gravity or acceleration, which could be interpreted as a benefit or a mode of operation research.
It can be emphasized that the laminating valve 13 can be made of superalloy resistant at the temperature and stay as light as possible, or in ceramic material such as silicon carbide.
In addition to what has just been described, it is noted that the pre-ignition chamber at flapper 1 according to the invention comprises at least one cavity-side valve abutment 16 which determines the position of the laminating valve 13 closest to the cavity of stratification 6. This is particularly visible in Figures 3 to 8.

17 De plus, la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention comprend au moins une butée de clapet côté chambre 17 qui détermine la position du clapet de stratification 13 la plus proche de la chambre de combustion 5.
.. A titre de variante de la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention, on notera que le clapet de stratification 13 peut obturer en tout ou partie le conduit de stratification 7 lorsqu'il est au plus proche de la cavité de stratification 6 tandis qu'il ouvre ledit conduit 7 sur une plus large section lorsqu'il est positionné au plus proche de la chambre de combustion 5.
En figures 3 à 8 notamment, on remarque que la butée de clapet côté cavité 16 peut être constituée d'un siège d'obturation de clapet 18 aménagé dans le conduit de stratification 7 ou à l'une quelconque des extrémités dudit conduit 7, ledit siège 18 coopérant avec une portée de clapet côté cavité 19 que présente le clapet de stratification 13 en sa périphérie .. et/ou en son extrémité.
Il faut d'ailleurs préciser que le siège d'obturation de clapet 18 et la portée de clapet côté
cavité 19 peuvent constituer une étanchéité quand ils sont au contact l'un de l'autre, ladite étanchéité empêchant tout gaz de passer au niveau dudit contact lorsque la pression qui règne dans la chambre de combustion 5 est supérieure à la pression qui règne dans la cavité de stratification 6.
A titre d'autre variante, la butée de clapet côté chambre 17 peut être constituée d'un siège d'ouverture de clapet 20 aménagé dans le conduit de stratification 7 ou à
l'une quelconque des extrémités dudit conduit 7, ledit siège 32 coopérant avec une portée de clapet côté
chambre 21 que présente le clapet de stratification 13 en sa périphérie et/ou en son extrémité.
En ce cas, le siège d'ouverture de clapet 20 et la portée de clapet côté
chambre 21 peuvent constituer une étanchéité quand ils sont au contact l'un de l'autre de sorte à
empêcher tout gaz de passer au niveau dudit contact.
Les figures 3 à 8 et la figure 12 montrent clairement que le clapet de stratification 13 peut comporter en son pourtour des moyens de guidage 22 qui maintiennent ledit clapet 13 approximativement centré dans le conduit de stratification 7, et approximativement dans la même orientation longitudinale que ledit conduit 7 et ceci, quelle que soit la position axiale dudit clapet 13 par rapport audit conduit 7.
En figures 2, 3, 6, 8 et 9, on remarque que lorsque le siège d'ouverture de clapet 20 et la portée de clapet côté chambre 21 sont au contact l'un de l'autre, le clapet de stratification 13 peut former avec le conduit de stratification 7 une préchambre d'allumage par torche 23 qui communique simultanément d'une part, avec la cavité de stratification 6, et d'autre part, avec la chambre de combustion 5 par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'éjection des gaz 24.
17 In addition, the ignition prechamber valve 1 according to the invention comprises at least one valve stopper chamber side 17 which determines the position of the flap valve stratification 13 the closer to the combustion chamber 5.
.. As a variant of the ignition pre-chamber with valve 1 next the invention, it will be noted that the laminating valve 13 may close all or part of the conduit of stratification 7 when it is closest to the lamination cavity 6 while opens said conduit 7 on a wider section when positioned closest to the room of combustion 5.
In FIGS. 3 to 8 in particular, it will be noted that the valve stopper on the cavity side 16 may be consisting of a shutter valve seat 18 arranged in the conduit of stratification 7 or at any of the ends of said duct 7, said seat 18 cooperating with a the cavity-side valve seat 19 that the laminating valve 13 presents its periphery .. and / or at its end.
It should also be noted that the shutter valve seat 18 and the side valve seat cavity 19 may constitute a seal when they are in contact with one of the other, said sealing preventing any gas from passing at said contact when the pressure that reign in the combustion chamber 5 is greater than the prevailing pressure in the lamination cavity 6.
As another variant, the valve stop chamber side 17 can be consisting of a seat valve opening 20 arranged in the lamination duct 7 or any one ends of said duct 7, said seat 32 cooperating with a range of flapper side chamber 21 that has the laminating valve 13 at its periphery and / or in his end.
In this case, the valve opening seat 20 and the side valve seat room 21 can seal when they are in contact with one another so prevent everything gas to pass at the level of said contact.
Figures 3 to 8 and Figure 12 clearly show that the check valve stratification 13 can include in its periphery guiding means 22 which maintain said valve 13 approximately centered in the lamination duct 7, and approximately in the same longitudinal orientation as said conduit 7 and this, whatever the axial position said valve 13 with respect to said duct 7.
In FIGS. 2, 3, 6, 8 and 9, it can be seen that when the opening seat of flap 20 and the chamber-side valve seat 21 are in contact with each other, the check valve stratification 13 can form with the lamination duct 7 an ignition prechamber by torch 23 which simultaneously communicates on the one hand with the lamination cavity 6, And on the other hand, with the combustion chamber 5 via at least one orifice ejection gas 24.

18 Dans ce contexte particulier de la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention, la paroi périphérique interne de la préchambre d'allumage par torche 23 peut être cylindrique tandis que le clapet de stratification 13 présente une périphérie circulaire et est logé à faible jeu radial dans ladite préchambre 23 de sorte qu'un faible jeu radial est laissé entre ledit clapet 13 et ladite paroi quelle que soit la position dudit clapet 13 par rapport à ladite préchambre 23, ledit faible jeu formant un passage restreint qui freine le passage des gaz entre la cavité de stratification 6 et la chambre de combustion 5.
On voit en figures 1 à 12 que selon un mode particulier de réalisation de la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention, le conduit de stratification 7 peut déboucher en saillie dans la chambre de combustion 5 sous la forme d'un dôme d'éjection protubérant 25 qui héberge la préchambre d'allumage par torche 23 et duquel débouche l'orifice d'éjection des gaz 24.
On note que l'orifice d'éjection des gaz 24 peut être plus ou moins orienté
vers la chambre de combustion 5 et sortir plus ou moins tangentiellement à la périphérie du dôme d'éjection protubérant 25. En outre, la géométrie de l'orifice d'éjection des gaz 24 peut varier selon que le jet de gaz sortant dudit orifice 24 est prévu plutôt directif, ou plutôt diffus. A titre d'exemple, l'orifice d'éjection des gaz 24 peut être cylindrique, conique, ou encore former un convergent ou un divergent.
Avantageusement et comme montré en figures 1 à 12, le siège d'ouverture de clapet 20 peut être aménagé dans le dôme d'éjection protubérant 25, ce dernier pouvant être revêtu d'un matériau antifriction et/ou anti-adhérent et/ou réfractaire connu en soi, ou être fait dudit matériau.
Au sens général, on comprend que lorsque le clapet de stratification 13 est positionné
proche de la chambre de combustion 5 c'est à dire au voisinage voire au contact de la butée de clapet côté chambre 17 avec laquelle il coopère, ledit clapet 13 peut découvrir au moins un orifice d'éjection des gaz 24 qui met en relation la cavité de stratification 6 avec la chambre de combustion 5.
Comme le montrent les figures 9 à 12, les moyens d'allumage 11 peuvent être constitués d'une bougie d'allumage 12 qui ferme la première extrémité d'un tube de liaison ajouré 26 qui traverse tout ou partie du volume interne de la cavité de stratification 6 et dont le corps est radialement traversé par au moins une lumière radiale 27 qui met en relation l'intérieur dudit tube 26 avec ledit volume interne, tandis que la deuxième extrémité
dudit tube 26 reçoit le conduit de stratification 7 et le clapet de stratification 13, et cependant que l'électrode centrale 40 et l'électrode de masse 39 de ladite bougie 12 sont logées à
l'intérieur du tube de liaison ajouré 26.
On remarque en figures 9 à 12 que le tube de liaison ajouré 26 peut faire partie de la bougie d'allumage 12 dont il prolonge le culot. En ce cas, la bougie d'allumage 12 est directement vissée dans la culasse 3 au moyen d'un filetage réalisé sur la face cylindrique externe de .. son culot et/ou sur la face cylindrique externe du tube de liaison ajouré
26 qui la prolonge.
18 In this particular context of the ignition prechamber valve 1 next the invention, the internal peripheral wall of the pre-ignition chamber by torch 23 can be cylindrical while the laminating valve 13 has a circular periphery and is housed at low radial clearance in said prechamber 23 so that a small radial clearance is left between said valve 13 and said wall regardless of the position of said valve 13 by report to said prechamber 23, said small clearance forming a restricted passage which brakes the passage of gases between the lamination cavity 6 and the combustion chamber 5.
FIGS. 1 to 12 show that according to a particular embodiment of the invention, antechamber 1 with the flap valve according to the invention, the laminating duct 7 can lead to protruding into the combustion chamber 5 in the form of an ejection dome protruding 25 which houses the pre-ignition chamber by torch 23 and which opens the ejection port gases 24.
It is noted that the gas ejection orifice 24 may be more or less oriented to the room 5 and exit more or less tangentially to the periphery of the ejection dome protrusion 25. In addition, the geometry of the gas ejection port 24 can vary according to that the jet of gas leaving said orifice 24 is provided rather directionally, or rather diffuse. As for example, the gas ejection orifice 24 may be cylindrical, conical, or still train a converge or a divergent.
Advantageously and as shown in FIGS. 1 to 12, the opening seat of flapper 20 can be arranged in the protruding ejection dome 25, the latter being able to to be coated an anti-friction and / or non-stick and / or refractory material known per se, or be made of the said material.
In the general sense, it is understood that when the laminating valve 13 is positioned close to the combustion chamber 5, that is to say in the neighborhood or even the stop contact valve member chamber 17 with which it cooperates, said valve 13 can discover at least a gas ejection orifice 24 which connects the cavity of stratification 6 with the combustion chamber 5.
As shown in FIGS. 9 to 12, the ignition means 11 can be constituted of a spark plug 12 which closes the first end of a tube of openwork binding 26 which passes through all or part of the internal volume of the lamination cavity 6 and whose body is radially traversed by at least one radial light 27 which relationship inside said tube 26 with said internal volume, while the second end said tube 26 receives the lamination duct 7 and the lamination valve 13, and while the central electrode 40 and the ground electrode 39 of said spark plug 12 are housed at inside the perforated connecting tube 26.
It can be seen in FIGS. 9 to 12 that the perforated connection tube 26 can make part of the candle ignition 12 which extends the base. In this case, the spark plug 12 is directly screwed into the cylinder head 3 by means of a thread on the face cylindrical outer of .. its base and / or on the outer cylindrical face of the perforated connection tube 26 who prolongs it.

19 A titre d'alternative, la bougie d'allumage 12 peut être vissée dans ledit tube 26 cependant que ce dernier est vissé dans la culasse 3. Dans tous les cas, une étanchéité
est réalisée entre la culasse 3 d'une part et la bougie d'allumage 12 et/ou le tube de liaison ajouré 26 d'autre part, tant au niveau de ladite bougie 12 qu'au niveau du conduit de stratification 7.
Les figures 9 à 12 illustrent que la face côté cavité 14 peut exposer un dôme aérodynamique 29 qui permet notamment de diriger le flux de gaz vers le ou les orifices d'éjection des gaz 24 en offrant audit flux le moins de résistance possible et en générant dans ledit flux le moins de turbulences possibles.
On voit en figures 1 à 12 que selon un mode particulier de réalisation de la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention, la face côté cavité 14 peut former une électrode de masse 39 qui fait face à une électrode centrale 40 que comporte une bougie d'allumage 12 cette dernière constituant les moyens d'allumage 11, un arc électrique pouvant se former entre ladite électrode de masse 39 et ladite électrode centrale 40 lorsque un courant à haute tension passe de ladite électrode centrale 40 à ladite électrode de masse 39.
Les figures 1 à 12 illustrent en outre que le clapet de stratification 13 peut être axialement plus épais en sa périphérie laquelle reçoit la portée de clapet côté cavité 19 et la portée de clapet côté chambre 21, qu'en son centre.
Cette particularité confère audit clapet 13 une épaisseur radiale qui va croissante depuis le centre dudit clapet 13 vers la périphérie de ce dernier, de sorte que ledit clapet 13 soit à la fois le plus léger possible et le plus résistant aux chocs possibles, tout en assurant son refroidissement le plus efficacement possible au niveau du contact entre ses portées de clapet 19,21 et les sièges 18,20 avec lesquels coopèrent lesdites portées 19, 21.
FONCTIONNEMENT DE L'INVENTION :
Le fonctionnement de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention se comprend aisément à la vue des figures 1 à 12.
On voit que selon l'exemple non-limitatif d'application de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention montré en figure 1, ladite préchambre 1 est mise en oeuvre dans un moteur à combustion interne 2 qui comporte une culasse 3 qui coiffe un cylindre 4 pour former avec un piston 31 une chambre de combustion 5 dans laquelle peut être brûlée une charge principale 30.
On remarque que le piston 31 est relié à un vilebrequin 37 par l'intermédiaire d'une bielle 38, ledit piston 31 imprimant audit vilebrequin 37 un mouvement de rotation lorsque ledit piston 31 est animé d'un mouvement de translation alternatif dans le cylindre 4.
On voit également en figure 1 que la chambre de combustion 5 peut être mise en communication avec un conduit d'admission 32 par une soupape d'admission 34 tandis que ladite chambre 5 peut être mise en communication avec un conduit d'échappement 33 par une soupape d'échappement 35.

Les figures 1 à 8 qui vont être prises ici en exemple pour illustrer le fonctionnement de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention montrent que ladite préchambre 1 est intégrée à la culasse 3. Lesdites figures 1 à 8 montrent également que les moyens d'allumage 11 sont ici constitués d'une bougie d'allumage 12 connue en soi et dont les 5 électrodes débouchent dans la cavité de stratification 6. On remarque aussi en figures 1 et 2 l'injecteur de stratification 8 qui peut injecter une charge pilote 9 dans la cavité de stratification 6 via un conduit de sortie d'injecteur 28.
On remarque en figure 1 que préalablement à son injection par l'injecteur de stratification 10 8, la charge pilote 9 constituée d'un mélange comburant-carburant AF
facilement inflammable a été mise sous pression par un compresseur de stratification 36 qui forme les moyens de compression 10. Ceci constitue également un exemple non-limitatif de réalisation de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention, pris ici à titre d'exemple pour en illustrer le fonctionnement.
Pour illustrer le fonctionnement de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention, nous supposerons ici que le rapport volumétrique du moteur à combustion interne 2 - hors volume de la préchambre d'allumage à clapet 1 - est de quatorze pour un. Pour obtenir ce résultat, on a prévu un volume balayé par le piston 31 de cinq cent centimètres-cube tandis que le volume de la chambre de combustion 5 est de trente huit virgule cinq centimètres-cube.
En outre et à titre d'exemple non-limitatif, le volume de la préchambre d'allumage à clapet 1 - y-inclus le volume du conduit de stratification 7 et celui du conduit de sortie d'injecteur 28 - est ici de un demi centimètre-cube.
Pour détailler le fonctionnement de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention, nous en retiendrons ici l'exemple de réalisation montré en figures 1 à 8 sur lesquelles on constate que la butée de clapet côté cavité 16 est constituée d'un siège d'obturation de clapet 18 aménagé dans le conduit de stratification 7, ledit siège 18 coopérant avec une portée de clapet côté cavité 19 que présente le clapet de stratification 13 en sa périphérie.
On a choisi ici que le siège d'obturation de clapet 18 et la portée de clapet côté cavité 19 constituent une étanchéité quand ils sont au contact l'un de l'autre, ladite étanchéité
empêchant tout gaz de passer au niveau dudit contact lorsque la pression qui règne dans la chambre de combustion 5 est supérieure à la pression qui règne dans la cavité de stratification 6.
On notera aussi que pour illustrer le fonctionnement de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention, on a aussi prévu que la butée de clapet côté chambre 17 est constituée d'un siège d'ouverture de clapet 20 aménagé dans le conduit de stratification 7, ledit siège 32 coopérant avec une portée de clapet côté chambre 21 que présente le clapet de stratification 13 en sa périphérie. Cette configuration particulière est bien visible en figures 3 à 8.

Dans ce contexte particulier, on aura prévu que le siège d'ouverture de clapet
19 As an alternative, the spark plug 12 can be screwed into said tube 26 however that the latter is screwed into the cylinder head 3. In all cases, a seal is realized between the cylinder head 3 on the one hand and the spark plug 12 and / or the tube of openwork binding 26 on the other hand, both at the level of said candle 12 and at the level of the conduit of stratification 7.
Figures 9 to 12 illustrate that the cavity side face 14 can expose a dome aerodynamic 29 which allows in particular to direct the flow of gas towards the orifice (s) gas ejection 24 by offering the least possible resistance to this flow and generating in said flow the less turbulence possible.
FIGS. 1 to 12 show that according to a particular embodiment of the invention, antechamber 1 of the invention, the cavity side face 14 can form an electrode of mass 39 which faces a central electrode 40 which comprises a candle ignition 12 the latter constituting the ignition means 11, an electric arc can form between said ground electrode 39 and said central electrode 40 when a current at high voltage passes from said central electrode 40 to said ground electrode 39.
FIGS. 1 to 12 further illustrate that the laminating valve 13 can to be axially thicker at its periphery which receives the valve seat side cavity 19 and the scope of flap side chamber 21, only in the center.
This feature gives said valve 13 a radial thickness that will ever since center of said valve 13 towards the periphery of the latter, so that said valve 13 either at the the lightest possible and the most shock-resistant possible, while ensuring his cooling as effectively as possible at the level of contact between litters of valve 19,21 and 18,20 seats with which cooperate said staves 19, 21.
OPERATION OF THE INVENTION:
The operation of the ignition pre-ignition chamber 1 according to the invention is comprises easily in view of Figures 1 to 12.
We see that according to the non-limiting example of application of the prechamber Ignition valve 1 according to the invention shown in FIG. 1, said prechamber 1 is implemented in one internal combustion engine 2 which has a cylinder head 3 which cap a cylinder 4 for forming with a piston 31 a combustion chamber 5 in which can be burned a main charge 30.
Note that the piston 31 is connected to a crankshaft 37 via a connecting rod 38, said piston 31 impressing said crankshaft 37 with a rotational movement when said piston 31 is driven by an alternating translational movement in the cylinder 4.
FIG. 1 also shows that the combustion chamber 5 can be communication with an intake duct 32 by an intake valve 34 while said chamber 5 can be placed in communication with an exhaust duct 33 by an exhaust valve 35.

Figures 1 to 8 will be taken here as an example to illustrate the functioning of the pre-ignition chamber valve 1 according to the invention show that said prechambre 1 is 3. These figures 1 to 8 also show that the means 11 are here constituted by a spark plug 12 known per se and whose 5 electrodes open into the lamination cavity 6. Note also in figures 1 and 2 the stratification injector 8 which can inject a pilot charge 9 into the cavity of lamination 6 via an injector outlet duct 28.
It can be seen in FIG. 1 that prior to its injection by the injector stratification 10 8, the pilot charge 9 consists of an AF fuel-fuel mixture easily flammable was pressurized by a laminating compressor 36 who trains them compression means 10. This is also a non-limiting example of realization of the ignition prechamber valve 1 according to the invention, taken here for exemple to illustrate how it works.
To illustrate the operation of the valve pre-ignition chamber 1 according to the invention, we will assume here that the volumetric ratio of the combustion engine internal 2 - out volume of the ignition pre-ignition valve 1 - is fourteen to one. For get this result, a volume swept by the piston 31 of five hundred centimeters-cube while that the volume of the firebox 5 is thirty eight point five centimètres-cube.
In addition and as a non-limiting example, the volume of the prechamber Ignition valve 1 - including the volume of the stratification duct 7 and that of the duct injector outlet 28 - here is half a cubic centimeter.
To detail the operation of the valve pre-ignition chamber 1 according to the invention, we will retain here the example of realization shown in Figures 1 to 8 on which one notes that the cavity-side valve stop 16 consists of a seat shutter valve 18 arranged in the lamination duct 7, said seat 18 cooperating with a the cavity-side valve seat 19 that the laminating valve 13 presents its periphery.
Here it was chosen that the shutter valve seat 18 and the valve seat cavity side 19 constitute a seal when in contact with each other, sealing preventing any gas from passing at the level of said contact when the pressure reigns in the combustion chamber 5 is greater than the pressure prevailing in the cavity of stratification 6.
Note also that to illustrate the operation of the prechamber Ignition valve 1 according to the invention, it has also been provided that the stop valve chamber side 17 consists a valve opening seat 20 arranged in the lamination duct 7, said seat 32 cooperating with a chamber-side valve seat 21 that has the valve of stratification 13 at its periphery. This particular configuration is well visible in figures 3 to 8.

In this particular context, it will be provided that the valve opening seat

20 et la portée de clapet côté chambre 21 constituent une étanchéité quand ils sont au contact l'un de l'autre de sorte à empêcher tout gaz de passer au niveau dudit contact.
Particulièrement en figures 2, 3, 6 et 8, on remarquera aussi que lorsque le siège d'ouverture de clapet 20 et la portée de clapet côté chambre 21 sont au contact l'un de l'autre, le clapet de stratification 13 forme avec le conduit de stratification 7 une préchambre d'allumage par torche 23 de forme annulaire, ladite préchambre 23 communiquant simultanément d'une part, avec la cavité de stratification 6, et d'autre part, avec la chambre de combustion 5 par l'intermédiaire de plusieurs orifices d'éjection des gaz 24.
On remarque par ailleurs que la paroi périphérique interne de la préchambre d'allumage par torche 23 est cylindrique tandis que le clapet de stratification 13 présente une périphérie circulaire et est logé à faible jeu radial dans ladite préchambre 23 de sorte qu'un faible jeu radial est laissé entre ledit clapet 13 et ladite paroi quelle que soit la position dudit clapet 13 par rapport à ladite préchambre 23, ledit faible jeu formant un passage restreint qui freine tout passage de gaz - via ledit faible jeu - entre la cavité de stratification 6 et la chambre de combustion 5.
On remarque aussi en figures 1 à 8 que le conduit de stratification 7 débouche en saillie dans la chambre de combustion 5 sous la forme d'un dôme d'éjection protubérant 25 qui héberge la préchambre d'allumage par torche 23 et duquel débouchent les orifices d'éjection des gaz 24 qui, selon cet exemple, sont orientés vers la chambre de combustion 5. On notera au passage que le siège d'ouverture de clapet 20 est aménagé dans le dôme d'éjection protubérant 25.
Accessoirement, on remarque en figures 1 à 8 que la face côté cavité 14 du clapet de stratification 13 expose un dôme aérodynamique 29 qui permet notamment de diriger le flux de gaz vers les orifices d'éjection des gaz 24 en offrant audit flux le moins de résistance possible et en générant dans ledit flux le moins de turbulences possibles.
On remarque aussi que le clapet de stratification 13 est axialement plus épais en sa périphérie qu'en son centre. Cette particularité permet audit clapet 13 d'être à la fois le plus léger possible et le plus résistant aux chocs possibles, tout en assurant son refroidissement le plus efficacement possible un niveau du contact entre ses portées de clapet 19, 21 et les sièges 18, 20 avec lesquels coopèrent lesdites portées 19, 21. A titre d'exemple non-limitatif, le clapet de stratification 13 peut être réalisé dans un superalliage mécaniquement et thermiquement hautement résistant.
Selon l'exemple de réalisation de la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention montré en figures 1 à 8 et pris ici à titre d'illustration du fonctionnement de ladite préchambre 1, nous considèrerons que le diamètre des orifices d'éjection des gaz 24 vaut douze centièmes de millimètre tandis que la course totale maximale que peut parcourir le clapet de stratification 13 entre le siège d'obturation de clapet 18 et le siège d'ouverture de clapet 20 vaut quinze centièmes de millimètre.

Pour comprendre le fonctionnement de la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention, il est ici utile d'en décomposer le fonctionnement durant les quatre temps du moteur à combustion interne 2, en relation avec les figures 3 à 8.
Considérons que le moteur à combustion interne 2 opère avec une charge principale 30 air-essence approximativement stoechiométrique fortement diluée par des gaz d'échappement recirculés refroidis dits EGR refroidi . Ladite charge 30 est donc résistante à l'inflammation et n'est en rien favorable à un développement rapide de sa combustion dans l'espace tridimensionnel de la chambre de combustion 5.
A ce titre, il est attendu de la charge pilote 9 qui va être mise en oeuvre par la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention doit présenter la plus grande efficacité possible non seulement à initialiser la combustion de la charge principale 30, mais aussi à
développer ladite combustion en un temps le plus court possible. Il est entendu que ces deux objectifs sont directement servis par la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention.
Selon l'exemple non-limitatif de réalisation de la préchambre d'allumage à
clapet 1 suivant l'invention pris ici pour en illustrer le fonctionnement, nous supposerons que la charge pilote 9 contient un virgule six pourcent du carburant que contient la charge principale 30, ladite charge pilote 9 étant constituée d'un mélange comburant-carburant AF
facilement inflammable au moyen d'une étincelle.
Nous décomposerons ici le cycle à quatre temps de Otto ou Beau de Rochas selon le séquencement usuel.
En phase d'admission, le piston 31 du moteur à combustion interne 2 descend dans le cylindre 4 avec lequel il coopère ce qui a pour effet d'introduire dans ce dernier une charge principale 30 en provenance du conduit d'admission 32 et via la soupape d'admission 34 maintenue ouverte.
Durant ladite phase, la pression qui règne dans la chambre de combustion 5 est plus basse que la pression qui règne dans la cavité de stratification 6. En conséquence et comme le montre la figure 3, le clapet de stratification 13 reste plaqué sur le siège d'ouverture de clapet 20 avec lequel il coopère et la cavité de stratification 6 est mise en communication avec la chambre de combustion 5 par les orifices d'éjection des gaz 24 via la préchambre d'allumage par torche 23.
Le piston 31 ayant atteint son Point Mort Bas, la soupape la soupape d'admission 34 se referme et le piston 31 entame sa remontée dans le cylindre 4, vers son Point Mort Haut.
Ce faisant, ledit piston 31 comprime la charge principale 30 et la pression qui règne dans la chambre de combustion 5 devient plus élevée que celle qui règne dans la cavité de stratification 6.

La différence de pression entre ladite chambre 5 et ladite cavité 6 s'accroît d'autant plus rapidement que d'une part, la section des orifices d'éjection des gaz 24 est faible et que d'autre part, un faible jeu radial est laissé entre le clapet de stratification 13 et la paroi interne de la préchambre d'allumage par torche 23, quelle que soit la position dudit clapet 13 par rapport à ladite préchambre 23.
Pour aller de la chambre de combustion 5 à la cavité de stratification 6, les gaz constitutifs de la charge principale 30 n'ont pratiquement d'autre passage que celui que constituent les orifices d'éjection des gaz 24.
Ces derniers ne laissant qu'une section de passage limitée auxdits gaz, la différence entre la pression exercée sur la face côté cavité 14 et celle exercée sur la face côté chambre 15 s'accroît, ce qui a pour effet de plaquer le clapet de stratification 13 sur le siège d'obturation de clapet 18 avec lequel il coopère. Cette situation est clairement illustrée par la figure 4.
On notera que le temps nécessaire au clapet de stratification 13 pour d'une part, rompre le contact qu'il forme avec le siège d'ouverture de clapet 20 avec lequel il coopère et d'autre part, entrer en contact avec le siège d'obturation de clapet 18, vaut quelques degrés de rotation du vilebrequin 37 voire un ou deux degrés seulement de ladite rotation, ces valeurs n'étant données qu'à titre indicatif.
Ce faisant, le clapet de stratification 13 obture le conduit de stratification 7 et la chambre de combustion 5 ne communique plus avec la cavité de stratification 6. La pression qui continue à augmenter dans la chambre de combustion 5 du fait de la montée du piston 31 dans le cylindre 4 n'a plus de conséquence sur la pression qui règne dans la cavité de stratification 6, ladite pression restant stable.
Quelques degrés de vilebrequin après que le clapet de stratification 13 ait obturé le conduit de stratification 7, l'injecteur de stratification 8 commence à injecter la charge pilote 9 dans la cavité de stratification 6. Cette situation est illustrée en figure 5. La température des gaz constitutifs de ladite charge 9 est selon cet exemple de l'ordre de quatre-vingt degrés.
Le débit de l'injecteur a été calculé pour que la pression qui règne dans la cavité de stratification 6 reste toujours plus basse que celle qui règne dans la chambre de combustion 5 de sorte que le clapet de stratification 13 ne décolle jamais du siège d'obturation de clapet 18 avec lequel il coopère via sa portée de clapet côté cavité 19.
Quelques degrés de vilebrequin 37 avant le Point Mort Haut du piston 31, la pression régnant dans la chambre de combustion 5 et à laquelle est soumise la charge principale 30 a atteint près de quarante bars cependant que la pression dans la cavité de stratification 6 a atteint vingt bars. L'injecteur de stratification 8 cesse d'injecter la charge pilote 9 dans la cavité de stratification 6.
Le piston 31 arrivant au voisinage de son Point Mort Haut et comme l'illustre la figure 6, un courant haute-tension est appliqué aux bornes de la bougie d'allumage 12.
Cette dernière met à feu la charge pilote 9 contenue dans la cavité de stratification 6.

On remarquera d'ailleurs que la pression de seulement vingt bars régnant dans ladite cavité
6 a permis de n'appliquer qu'une tension modérée aux bornes de la bougie d'allumage 12.
Comme le montre la figure 6, la charge pilote 9 étant constituée d'un mélange comburant-carburant AF facilement inflammable, la flamme initialisée par la bougie d'allumage 12 se propage très rapidement dans la charge pilote 9 dont la température augmente tout aussi rapidement, de même que la pression régnant dans la cavité de stratification 6.
Lorsque ladite pression atteint par exemple quarante cinq bars - c'est à dire cinq bars de plus que la pression qui règne dans la chambre de combustion 5, le clapet de stratification 13 a déjà parcouru les quinze centièmes de millimètre. Ce faisant, ledit clapet 13 a décollé
de son contact avec le siège d'obturation de clapet 18, puis est venu se reposer sur le siège d'ouverture de clapet 20. Cette situation est également montrée en figure 6.
Pendant son parcours, le clapet de stratification 13 a progressivement découvert les orifices d'éjection des gaz 24, et les gaz brûlants en provenance de la cavité de stratification 6 - qui ont été par exemple portés à une température de quelque deux mille degrés Celsius - ont commencé à être éjectés sous forme de torches par lesdits orifices 24, via la préchambre d'allumage par torche 23, et au niveau du dôme d'éjection protubérant 25. On a illustré en figure 6 cet effet prévu par la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention.
La pression continuant à monter dans la cavité de stratification 6, la pression dans ladite cavité 6 est désormais supérieure de vingt bars à celle régnant dans la chambre de combustion 5. En conséquence, les gaz brûlants voient leur pression chuter de vingt bars lors de leur passage au travers des orifices d'éjection des gaz 24 si bien que leur température tombe aux environs de mille trois cent degrés. En contrepartie, lesdits gaz se trouvent animés d'une grande vitesse qui leur permet de pénétrer profondément dans le volume de la chambre de combustion 5.
Ce faisant, lesdits gaz brûlants enflamment les gaz environnants constitutifs de la charge principale 30. Outre libérer sous forme de chaleur l'énergie du carburant qu'ils contiennent, lesdits gaz environnants se retrouvent animés d'une grande vitesse locale par lesdits gaz brûlants, ladite vitesse se matérialisant sous la forme de micro turbulences.
Le plissement du front de flamme qui résulte desdites micro turbulences promeut le développement de la combustion, laquelle se propage rapidement à l'ensemble de la charge principale 30 et dans l'entièreté du volume de la chambre de combustion 5.
On remarque que l'efficacité de la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention à
développer ladite combustion est d'autant plus grande que les torches de gaz brûlants formées tout autour du dôme d'éjection protubérant 25 mettent à feu la charge principale 30 en de multiples endroits de la chambre combustion 5.
En effet, une fois initialisée radialement depuis le centre vers la périphérie de la chambre combustion 5, la combustion de ladite charge 30 se développe dans une deuxième phase radialement depuis la périphérie de ladite chambre 5 vers le centre de ladite chambre 5, et tangentiellement entre chaque torche de gaz brûlants sortante du dôme d'éjection protubérant 25 via les orifices d'éjection des gaz 24.

Une fois le mélange comburant-carburant AF constitutif de la charge pilote 9 intégralement brûlé et en majeure partie éjecté sous la forme de jets de gaz brûlants via les orifices d'éjection des gaz 24, la combustion se développe dans la chambre de combustion 5 et la 5 pression régnant dans cette dernière devient rapidement supérieure à
celle régnant dans la cavité de stratification 6.
Aussi, dès que cette situation est atteinte, la face côté chambre 15 du clapet de stratification 13 reçoit une pression supérieure à celle qui s'exerce sur la face côté cavité
14 dudit du 10 .. clapet 13. Il résulte de ceci que le clapet de stratification 13 se déplace rapidement sur quinze centièmes de millimètres en direction de la cavité de stratification 6, et vient se plaquer de façon étanche sur le siège d'obturation de clapet 18 avec lequel il coopère. Cette situation est illustrée en figure 7.
15 La combustion de la charge principale 30 s'opérant très rapidement malgré la forte teneur en EGR refroidi de ladite charge 30, ladite combustion est achevée seulement quelques degrés de vilebrequin 37 après le Point Mort Haut du piston 31. Le rendement thermodynamique du moteur à combustion interne 2 va ainsi pouvoir être maximal car la détente n'a qu'à peine débuté tandis que l'intégralité de l'énergie contenue dans le 20 carburant constitutif de la charge principale 30 a été libérée.
Le clapet de stratification 13 restant fermé comme illustré en figure 7, le piston 31 amorce alors sa course de détente et commence à transformer en travail une grande partie de la chaleur des gaz chauds et brûlés de la charge principale 30. Ledit travail est transmis au 25 .. vilebrequin 37 par ledit piston 31 via la bielle 38.
Ce faisant, la pression et la température régnant dans la chambre de combustion 5 baisse graduellement. Lorsque ladite pression atteint par exemple soixante bars, la pression qui subsiste dans la cavité de stratification 6 devient supérieure à celle régnant dans la chambre de combustion 5.
Il résulte de cette situation que la portée de clapet côté chambre 21 du clapet de stratification 13 revient au contact du siège d'ouverture de clapet 20, ce qu'illustre la figure 8. Le clapet de stratification 13 découvre à nouveau totalement les orifices d'éjection des gaz 24 et les gaz brûlants résiduels de la charge pilote 9 sont éjectés via lesdits orifices 24 pour être détendus par le piston 31, en même temps qu'est poursuivie la détente de la charge principale 30.
Une fois que le piston 31 a atteint son Point Mort Bas, la soupape d'échappement 35 s'ouvre et les gaz finissent de se détendre dans le conduit d'échappement 33 avant d'être activement refoulés par ledit piston 31 dans ledit conduit 33 lorsque ledit piston 31 remonte dans le cylindre 4 en direction de son Point Mort Haut.
Pendant toute la course d'échappement du piston 31, la cavité de stratification 6 peut finir d'expulser les gaz brûlants résiduels de la charge pilote 9 via les orifices d'éjection des gaz 24.

Cette expulsion peut également se poursuivre pendant la phase d'admission qui marque le départ d'un nouveau cycle à quatre temps de Otto ou Beau de Rochas selon le séquencement usuel.
Comme on a pu le constater au long de l'explication qui vient d'être donnée, contrairement aux dispositifs connus selon l'état de l'art, la préchambre d'allumage à
clapet 1 selon l'invention a permis de limiter la pression d'injection de la charge pilote 9 à
approximativement vingt bars.
Cette pression relativement basse a permis non seulement de limiter la consommation énergétique du compresseur de stratification 36, mais aussi d'en limiter la complexité dans la mesure où un seul étage de compression a suffi pour atteindre ladite pression.
En outre, seul un virgule six pourcent du carburant que contient la charge principale 30 a suffi pour assurer un allumage à la fois puissant de ladite charge 30 - de l'ordre de deux cent fois plus puissant qu'un allumage par étincelle conventionnel, ledit allumage ayant eu lieu en de multiples endroits répartis de façon homogène dans l'espace tridimensionnel de la chambre de combustion 5.
La pression de compression basse de la charge pilote 9 d'une part, et la faible quantité de mélange comburant-carburant AF contenue dans ladite charge 9 d'autre part, on toutes deux concouru à minimiser l'énergie consommée par le compresseur de stratification 36 pour comprimer ladite charge pilote 9 Ceci a donc permis de minimiser la quantité de travail que le compresseur de stratification 36 a directement ou indirectement ponctionné sur le vilebrequin 37 du moteur à
combustion interne 2, ce qui a contribué à maximiser le rendement énergétique final dudit moteur 2.
En outre, on remarquera que le temps alloué à l'injecteur de stratification 8 pour injecter la charge pilote 9 dans la cavité de stratification 6 a été presque équivalent au temps alloué à
la phase de compression du moteur à combustion interne 2 selon le cycle à
quatre temps de Otto ou Beau de Rochas. Ceci a permis d'une part, de limiter la dynamique recherchée pour ledit injecteur 8, et d'autre part, de limiter la pression d'alimentation dudit injecteur 8.
Ceci contribue notamment à réduire le coût et la complexité dudit injecteur 8 tout en lui conférant une meilleure fiabilité, et une grande durabilité.
Pendant toute la durée de l'injection de la charge pilote 9 dans la cavité de stratification 6, on remarquera que ladite charge 9 n'a été mélangée qu'avec très peu de gaz brûlés résiduels. La teneur en dits gaz brûlés de ladite charge 9 avant son allumage par étincelle n'a été que d'un pour mille environ, ce qui est extrêmement faible.
Il a résulté de ceci que la charge pilote 9 a conservé une inflammabilité
maximale qui, combinée à une pression de seulement vingt bars lorsque la bougie d'allumage 12 a mis à
feu ladite charge 9, a permis de limiter la tension à appliquer aux bornes de ladite bougie 12 pour obtenir ladite mise à feu. Il résulte de ceci une moindre consommation électrique pour alimenter ladite bougie 12, et une durabilité accrue de cette dernière.

On aura remarqué que durant la séquence de fonctionnement illustrée par étapes successives depuis la figure 3 jusqu'à la figure 8, la charge thermique appliquée au dôme d'éjection protubérant 25 a été réduite à son strict minimum en ce que les gaz portés à
haute température ne sont passé au travers des orifices d'éjection des gaz 24 qu'une seule fois, contre trois pour toute préchambre d'allumage selon l'état de l'art, une telle préchambre étant dénuée de clapet de stratification 13.
Cette particularité a notamment permis d'éviter que ledit dôme 25 ne monte à
trop haute température et ne forme un point chaud susceptible de provoquer des allumages intempestifs et non-commandés de la charge principale 30 conduisant au cliquetis et à
l'endommagement voire à la destruction du moteur à combustion interne 2. En outre, cette propension du dôme d'éjection protubérant 25 à rester à basse température permet de prévoir un taux de compression élevé pour le moteur à combustion interne 2, sans risque de cliquetis.
Ainsi, la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention permet de réaliser des moteurs à combustion interne 2 à allumage commandé opérant sous fort taux d'EGR
refroidi, quelle que soit la charge et le régime de rotation desdits moteurs 2, et sans compromettre la stabilité de combustion de ces derniers.
En conséquence dudit fort taux d'EGR, la pression d'admission desdits moteurs 2 est naturellement plus élevée à charges partielles que celle de moteurs à
combustion interne 2 de même conception opérant sans EGR refroidi. Ceci réduit les pertes par pompage occasionnées par le réglage de la charge par la pression d'admission, ledit réglage étant par exemple opéré au moyen d'un papillon.
En outre, les moteurs à combustion interne 2 recevant la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention voient leurs pertes thermiques réduites, de même qu'est diminuée la quantité d'oxydes d'azote par kilowattheure produite par lesdits moteurs 2.
Ceci résulte du fait que la combustion de la charge principale 30 s'opère à une température moyenne plus basse grâce à la possibilité qu'offre la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention d'introduire de l'EGR refroidi en forte proportions dans ladite charge 30.
Dans ce contexte permis par la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention, le taux de compression des moteurs à combustion interne 2 peut être prévu plus élevé
que celui des mêmes dits moteurs 2 opérants sans EGR refroidi et ceci, sans risque de cliquetis. Ceci est favorable au rendement desdits moteurs 2.
On remarquera en outre que la réduction des pertes par pompage et des pertes thermiques induite par la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention rend moins nécessaire une réduction importante de la cylindrée des moteurs à combustion interne 2 à
iso-couple et iso-puissance par adjonction d'une suralimentation, par exemple par turbocompresseur.
En effet, la suralimentation pourra être soit réduite soit inexistante tout en conservant des performances énergétiques élevées vis-à-vis de l'état de l'art.

Il résulte de cet ensemble de caractéristiques et d'avantages conférés par la préchambre d'allumage à clapet 1 selon l'invention des moteurs à combustion interne 2 à
prix de revient modéré, à faible consommation de carburant, à faibles émissions de dioxyde de carbone, et dont le post-traitement des polluants est assuré par un simple catalyseur trois-voies.
On notera qu'il n'est pas à exclure que la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention puisse s'appliquer à d'autres domaines que les seuls moteurs à
combustion interne. Ladite préchambre 1 peut par exemple s'appliquer à des cloueurs à
gaz, à des armes à feu, ou à tout appareil nécessitant la mise à feu d'une charge principale au moyen d'une charge pilote avec la meilleure efficacité possible.
Les possibilités de la préchambre d'allumage à clapet 1 suivant l'invention ne s'en limitent pas aux applications qui viennent d'être décrites et il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tout autre équivalent.
20 and the scope valve side chamber 21 constitute a seal when they are in contact one of the other so as to prevent any gas from passing at the level of said contact.
Particularly in FIGS. 2, 3, 6 and 8, it will also be noted that when the seat valve opening 20 and the chamber-side valve seat 21 are at contact one of the other, the stratification valve 13 forms with the conduit of stratification 7 a prechamber ignition ring 23 annular form, said prechamber 23 communicating simultaneously on the one hand, with the lamination cavity 6, and on the other hand with the room 5 by means of several gas ejection orifices 24.
Note also that the inner peripheral wall of the prechamber ignition by torch 23 is cylindrical while the laminating valve 13 presents a periphery circular and is housed at low radial clearance in said prechamber 23 so that a weak game radially is left between said valve 13 and said wall regardless of the position of said valve 13 with respect to said prechamber 23, said weak clearance forming a passage Restricted that slows down any passage of gas - via said weak clearance - between the stratification cavity 6 and the chamber of combustion 5.
It is also noted in Figures 1 to 8 that the lamination duct 7 opens projecting in the combustion chamber 5 in the form of a protruding ejection dome 25 who houses the pre-ignition chamber by torch 23 and which open out the holes for ejection of gases 24 which, according to this example, are directed towards the chamber of combustion 5. It will be noted in passing that the valve opening seat 20 is arranged in the dome protruding ejection 25.
Incidentally, it is noted in Figures 1 to 8 that the cavity side face 14 of the check valve stratification 13 exposes an aerodynamic dome 29 which makes it possible direct the flow of gas to the gas ejection ports 24 by providing the least said flow resistance possible and generating in said stream the least possible turbulence.
It is also noted that the laminating valve 13 is axially thicker in his periphery than in its center. This feature allows said flapper 13 to be both the most lightweight and the most shock resistant possible, while ensuring its cooling most effectively a level of contact between its valve seats 19, 21 and the seats 18, 20 with which said staves 19, 21 cooperate.
example not limiting, the laminating valve 13 can be realized in a mechanically superalloy and thermally highly resistant.
According to the embodiment of the ignition prechamber valve 1 next the invention shown in Figures 1 to 8 and taken here as an illustration of the operation of said prechamber 1, we will consider that the diameter of the gas ejection ports 24 is twelve hundredths of a millimeter while the maximum total stroke that can go through the flap laminating 13 between the shutter valve seat 18 and the seat valve opening 20 is worth fifteen hundredths of a millimeter.

To understand the operation of the valve pre-ignition chamber 1 according to the invention, it is useful here to decompose the operation during the four times internal combustion engine 2, in connection with FIGS. 3 to 8.
Consider that the internal combustion engine 2 operates with a load main 30 substantially stoichiometric air-fuel strongly diluted by gases recirculated exhaust cooled cooled EGR. Said charge 30 is so resistant to inflammation and is not conducive to development fast of his combustion in the three-dimensional space of the combustion chamber 5.
As such, it is expected from the pilot load 9 that will be implemented by the prechamber Ignition valve 1 according to the invention must have the largest efficiency possible not only to initialize the combustion of the main charge 30, but also to developing said combustion in the shortest possible time. It is heard that these two objectives are directly served by the ignition pre-ignition valve 1 according to the invention.
According to the non-limiting example of embodiment of the ignition prechamber to valve 1 next the invention taken here to illustrate how it works, we will assume that the pilot load 9 contains one point six percent of the fuel contained in the charge principal 30, pilot charge 9 consisting of an AF fuel-fuel mixture easily flammable by means of a spark.
We will decompose here the four-stroke cycle of Otto or Beau de Rochas according to the usual sequencing.
In the intake phase, the piston 31 of the internal combustion engine 2 goes down in the cylinder 4 with which it cooperates, which has the effect of introducing into this last one charge main 30 from the intake duct 32 and via the valve admission 34 kept open.
During said phase, the pressure prevailing in the combustion chamber 5 is lower pressure in the lamination cavity.
and as the shows Figure 3, the laminating valve 13 remains plated on the seat opening of valve 20 with which it cooperates and the lamination cavity 6 is set communication with the combustion chamber 5 through the gas ejection ports 24 via the antechamber ignition by torch 23.
The piston 31 having reached its lowest dead point, the valve the valve admission 34 closes and the piston 31 begins its ascent in the cylinder 4, towards its point Death High.
In doing so, said piston 31 compresses the main load 30 and the pressure who reigns in the combustion chamber 5 becomes higher than that prevailing in the cavity of stratification 6.

The pressure difference between said chamber 5 and said cavity 6 increases all the more quickly that on the one hand, the section of the gas ejection ports 24 is weak and that on the other hand, a small radial clearance is left between the flap of lamination 13 and the wall internal of the pre-ignition chamber by torch 23, whatever the position said valve 13 with respect to said prechamber 23.
To go from the combustion chamber 5 to the lamination cavity 6, the constituent gases of the main charge 30 have virtually no other passage than that which constitute the gas ejection ports 24.
The latter leaving only a passage section limited to said gases, the difference between the pressure exerted on the face cavity side 14 and that exerted on the face room side 15 increasing, which has the effect of pressing the laminating valve 13 on the shutter seat valve member with which it cooperates. This situation is clearly illustrated in figure 4.
It will be noted that the time required for the laminating valve 13 for a share, break the contact it forms with the valve opening seat 20 with which it cooperates and other on the other hand, come into contact with the shutter valve seat 18, degrees of crankshaft rotation 37 or even one or two degrees only of said rotation, these values given only as an indication.
In doing so, the laminating valve 13 closes the lamination duct 7 and the chamber of combustion 5 no longer communicates with the lamination cavity 6. The pressure that continues to increase in the combustion chamber 5 due to the rise of piston 31 in cylinder 4 no longer has any effect on the pressure prevailing in the cavity of stratification 6, said pressure remaining stable.
A few degrees of crankshaft after the laminating valve 13 has closed the conduit 7, the stratification injector 8 starts to inject the driver load 9 in the layering cavity 6. This situation is illustrated in FIG.
gas temperature constituent of said load 9 is according to this example of the order of twenty degrees.
The flow of the injector has been calculated so that the pressure prevailing in the cavity of lamination 6 remains lower than that prevailing in the room of combustion 5 so that the laminating valve 13 never takes off from the seat shutter shutter 18 with which it cooperates via its valve seat side cavity 19.
A few degrees of crankshaft 37 before the Top Dead Center of the piston 31, the pressure prevailing in the combustion chamber 5 and to which the load is subjected main 30 reached nearly forty bar while the pressure in the cavity of stratification 6 has reached twenty bars. The stratification injector 8 stops injecting the pilot load 9 in the lamination cavity 6.
The piston 31 arriving in the vicinity of its Top Dead Center and as illustrated Figure 6, a high-voltage current is applied across the terminals of the spark plug 12.
This last ignites the pilot charge 9 contained in the lamination cavity 6.

It will be noticed that the pressure of only twenty bars reigning in said cavity 6 allowed to apply only moderate tension at the candle terminals ignition 12.
As shown in FIG. 6, the pilot charge 9 consisting of a mixture comburant-AF fuel easily flammable, the flame initiated by the candle 12 ignition propagates very quickly in the pilot charge 9 whose temperature increases just as quickly, as is the pressure in the lamination cavity 6.
When said pressure reaches for example forty-five bars - that is to say five bars of more than the pressure in the combustion chamber 5, the check valve stratification 13 has already traveled fifteen hundredths of a millimeter. In doing so, said flapper 13 took off from his contact with the shutter valve seat 18, then came to rest on the seat This situation is also shown in FIG.
During its course, the laminating valve 13 has progressively discovered the orifices ejection of gases 24, and the hot gases from the cavity of stratification 6 - who were, for example, brought to a temperature of some two thousand degrees Celsius - have started to be ejected in the form of torches by said orifices 24, via the antechamber torch 23, and at the protruding ejection dome 25.
illustrated in Figure 6 this effect provided by the pre-ignition chamber valve 1 next the invention.
As the pressure continues to rise in the lamination cavity 6, the pressure in said cavity 6 is now twenty bar higher than that prevailing in the room of 5. As a result, the hot gases have their pressure drop twenty bars during their passage through the gas ejection orifices 24 so that their temperature falls around one thousand three hundred degrees. In return, said gases find them animated with great speed that allows them to penetrate deeply in the volume of the combustion chamber 5.
In doing so, said hot gases ignite the surrounding constituent gases of charge main 30. In addition release in the form of heat fuel energy that they contain, said surrounding gases find themselves driven by a great local speed by said gases burning, said velocity materializing in the form of micro turbulence.
Folding flame front resulting from said micro turbulence promotes the development of combustion, which spreads rapidly to the entire load main 30 and in the entire volume of the combustion chamber 5.
It is noted that the efficiency of the ignition prechamber valve 1 next the invention to develop said combustion is even greater than the gas torches burning formed around the protruding ejection dome 25 ignite the charge primary 30 at multiple locations in the combustion chamber 5.
Indeed, once initialized radially from the center to the periphery from the room combustion 5, the combustion of said charge 30 develops in a second phase radially from the periphery of said chamber 5 towards the center of said bedroom 5, and tangentially between each burning gas torch coming out of the dome ejection protruding 25 via the gas ejection ports 24.

Once the combustion-fuel mixture AF constituting the pilot charge 9 full burned and largely ejected in the form of hot gas jets via the holes gas ejection 24, combustion develops in the chamber of combustion 5 and the 5 pressure prevailing in the latter quickly becomes greater than that reigning in the lamination cavity 6.
Also, as soon as this situation is reached, the chamber side face 15 of the flap stratification 13 receives a pressure greater than that which is exerted on the cavity side face 14 of the said This results from the fact that the laminating valve 13 is moves quickly on fifteen hundredths of a millimeter towards the lamination cavity 6, and comes sealingly press on the shutter valve seat 18 with which it cooperates. This situation is illustrated in Figure 7.
The combustion of the main charge 30 operating very rapidly despite the high content in EGR cooled said load 30, said combustion is completed only a few degrees of crankshaft 37 after the Top Dead Center of the piston 31. The efficiency thermodynamics of the internal combustion engine 2 will thus be able to be maximum because the relaxation has only just begun while the entire energy content in the The fuel constituting the main charge was released.
The laminating valve 13 remaining closed as illustrated in FIG.
piston 31 primer so his relaxing run and starts to turn into a great job part of the heat of the hot and burned gases from the main charge 30. The said work is transmitted to 25 .. crankshaft 37 by said piston 31 via the connecting rod 38.
In doing so, the pressure and temperature prevailing in the chamber of burning 5 drop gradually. When said pressure reaches for example sixty bars, the pressure that remains in the lamination cavity 6 becomes greater than that prevailing in the bedroom of combustion 5.
As a result of this situation, the chamber-like valve door 21 check valve lamination 13 returns to contact with the valve opening seat 20, this which is illustrated in the figure 8. The laminating valve 13 again completely uncovers the orifices ejection gas 24 and the residual flue gases of the pilot charge 9 are ejected via said orifices 24 to be relaxed by the piston 31, at the same time that is pursued the relaxation of the main charge 30.
Once the piston 31 has reached its lowest dead point, the valve 35 exhaust opens and the gases finish to relax in the exhaust pipe 33 before to be actively discharged by said piston 31 into said conduit 33 when said piston 31 goes back in the cylinder 4 towards its High Dead Point.
During the entire exhaust stroke of the piston 31, the cavity of lamination 6 can finish to expel residual hot gases from the pilot charge 9 via the orifices ejection gas 24.

This expulsion may also continue during the admission phase which mark the start of a new four-cycle cycle of Otto or Beau de Rochas according to the usual sequencing.
As we have seen throughout the explanation that has just been given, in contrary known devices according to the state of the art, the pre-ignition chamber to valve 1 according to the invention made it possible to limit the injection pressure of the pilot charge 9 at approximately twenty bars.
This relatively low pressure allowed not only to limit the consumption energy of the stratification compressor 36, but also to limit its complexity in the extent to which a single compression stage was sufficient to achieve pressure.
In addition, only one point six percent of the fuel contained in the load main 30 a sufficient to ensure a powerful ignition of said charge 30 -the order of two a hundred times more powerful than conventional spark ignition, ignition having had place in multiple places homogeneously distributed in space three-dimensional the combustion chamber 5.
The low compression pressure of the pilot load 9 on the one hand, and the low amount of fuel-combustion mixture AF contained in said load 9 on the other hand, all both competed to minimize the energy consumed by the compressor's stratification 36 to compress said pilot charge 9 This has allowed to minimize the amount of work that the compressor of stratification 36 directly or indirectly punctured on the crankshaft 37 of the engine to combustion 2, which has helped to maximize the final energy efficiency of the engine 2.
In addition, it will be noted that the time allocated to the stratification injector 8 to inject the pilot charge 9 in the lamination cavity 6 was almost equivalent to time allocated to the compression phase of the internal combustion engine 2 according to the cycle to four times from Otto or Beau de Rochas. This allowed, on the one hand, to limit the dynamic sought for said injector 8, and secondly, to limit the supply pressure of said injector 8.
This contributes in particular to reducing the cost and complexity of said injector 8 everything in him conferring greater reliability, and great durability.
During the entire duration of the injection of the pilot charge 9 into the cavity of stratification 6, it will be noted that said charge 9 has only been mixed with very little gas burned residual. The content of said burnt gases of said charge 9 before it is ignited by spark was only about one in a thousand, which is extremely low.
As a result of this, the pilot charge 9 has retained flammability maximum which, combined with a pressure of only twenty bars when the spark plug 12 put to fire said charge 9, allowed to limit the voltage to be applied across said candle 12 to obtain said firing. It results from this a lower consumption electric to power said candle 12, and increased durability thereof.

It will be noticed that during the sequence of operation illustrated in stages successive steps from Figure 3 to Figure 8, the thermal load applied to the dome protruding 25 ejection has been reduced to a bare minimum in that the gases brought to high temperature did not pass through the gas ejection ports 24 only one time, against three for any prechamber of ignition according to the state of the art, a such prechamber being devoid of stratification valve 13.
This particularity has notably made it possible to prevent said dome 25 from rising to too high temperature and does not form a hot spot likely to cause ignitions unwanted and uncommanded the main load 30 leading to the rattling and to damage or even destruction of the internal combustion engine 2. In besides, this propensity of the protruding ejection dome 25 to remain at a low temperature allows provide a high compression ratio for the internal combustion engine 2, without risk of rattling.
Thus, the ignition pre-ignition chamber 1 according to the invention makes it possible to make engines 2 spark ignition internal combustion engine operating at high EGR
cooled, what whatever the load and the rotational speed of said motors 2, and without compromise the combustion stability of these.
As a result of said high rate of EGR, the intake pressure of said engines 2 is naturally higher at partial loads than that of internal combustion 2 of the same design operating without cooled EGR. This reduces the losses by pumping caused by the adjustment of the load by the inlet pressure, setting being for example operated by means of a butterfly.
In addition, the internal combustion engines 2 receiving the ignition prechamber with clamshell 1 according to the invention have their thermal losses reduced, as well as diminished amount of nitrogen oxides per kilowatt hour produced by said engines 2.
This results from that the combustion of the main charge takes place at a temperature average more low thanks to the possibility offered by the ignition pre-chamber with clamshell 1 according to the invention introducing cooled EGR in high proportion into said load 30.
In this context allowed by the ignition prechamber valve 1 according to the invention, the compression of internal combustion engines 2 may be expected higher than the same so-called 2 operating engines without cooled EGR and this, without risk of rattling. This is favorable to the performance of said engines 2.
It should also be noted that the reduction of pumping losses and losses thermal induced by the ignition pre-ignition valve 1 according to the invention makes less necessary a significant reduction in the displacement of the internal combustion engines 2 to constant torque and iso-power by adding a supercharging, for example by turbocharger.
In fact, overfeeding may be either reduced or non-existent while retaining high energy performance vis-à-vis the state of the art.

It results from this set of features and advantages conferred by the antechamber 1 with the flap ignition according to the invention of internal combustion engines 2 to cost price moderate, low fuel consumption, low carbon dioxide emissions carbon, and whose post-treatment of pollutants is ensured by a simple catalyst three-way.
It should be noted that it is not excluded that the ignition antechamber 1 following the invention can be applied to fields other than the only motors combustion internal. Said antechamber 1 can for example be applied to nailers to gas, to firearms, or any device requiring the firing of a charge principal means a pilot load with the best efficiency possible.
The possibilities of the valve ignition pre-chamber 1 according to the invention limit themselves applications that have just been described and it must also be heard that the The foregoing description has been given by way of example only and by no means limit the domain of said invention which would not be released by replacing the details execution described by any other equivalent.

Claims (16)

REVENDICATIONS 29 1. Préchambre d'allumage à clapet (1) pour moteur à combustion interne (2) lequel comporte une culasse (3) qui coiffe un cylindre (4) pour former une chambre de combustion (5) dans laquelle peut être brûlée une charge principale (30), caractérisée en ce qu'elle comprend :
.cndot. Au moins une cavité de stratification (6) qui d'une part, est aménagée dans la culasse (3) et est reliée à la chambre de combustion (5) par un conduit de stratification (7) et qui d'autre part, reçoit un injecteur de stratification (8) qui peut directement ou indirectement injecter dans ladite cavité (6) une charge pilote (9) préalablement mise sous pression par des moyens de compression (10), ladite charge (9) étant constituée d'un mélange comburant-carburant AF facilement inflammable au moyen d'une étincelle ;
.cndot. Des moyens d'allumage (11) qui débouchent dans la cavité de stratification (6) et qui peuvent mettre à feu la charge pilote (9) ;
.cndot. Un clapet de stratification (13) qui peut obturer en tout ou partie le conduit de stratification (7) et qui expose d'une part, une face côté cavité (14) soumise à la pression des gaz régnant dans la cavité de stratification (6) et d'autre part, une face côté chambre (15) soumise à la pression des gaz régnant dans la chambre de combustion (11), ledit clapet de stratification (13) pouvant translater par rapport audit conduit (7) sous l'effet de la pression des gaz soit en direction de la cavité de stratification (6) lorsque ladite pression régnant dans cette dernière est inférieure à
la pression régnant dans la chambre de combustion (5), soit en direction de ladite chambre (5) lorsque la pression régnant dans cette dernière est inférieure à
la pression régnant dans cavité de stratification (6) ;
.cndot. Au moins une butée de clapet côté cavité (16) qui détermine la position du clapet de stratification (13) la plus proche de la cavité de stratification (6) ;
.cndot. Au moins une butée de clapet côté chambre (17) qui détermine la position du clapet de stratification (13) la plus proche de la chambre de combustion (5).
1. Ignition valve pre-chamber (1) for internal combustion engine (2) which comprises a cylinder head (3) which cap a cylinder (4) to form a chamber combustion (5) in which a main charge (30) can be burned, characterized in that it comprises:
.cndot. At least one lamination cavity (6) which on the one hand is arranged in the cylinder head (3) and is connected to the combustion chamber (5) by a conduit of stratification (7) and on the other hand receives a stratification injector (8) who can directly or indirectly injecting into said cavity (6) a pilot load (9) previously pressurized by compression means (10), said charge (9) consisting of an AF fuel-fuel mixture easily flammable by means of a spark;
.cndot. Ignition means (11) which open into the cavity of stratification (6) and which can ignite the pilot charge (9);
.cndot. A laminating valve (13) which can seal in whole or in part the conduit of laminating (7) and exposing on the one hand, a cavity-side face (14) subjected to the pressure of the gases in the lamination cavity (6) and, on the other hand, a face chamber side (15) subjected to the pressure of the gases prevailing in the chamber of combustion (11), said laminating valve (13) being able to translate by report said duct (7) under the effect of the gas pressure either towards the cavity of stratification (6) when said pressure in the latter is lower than the pressure prevailing in the combustion chamber (5), either in the direction of said chamber (5) when the pressure in the latter is less than the pressure prevailing in lamination cavity (6);
.cndot. At least one cavity-side check stopper (16) which determines the position of the flap laminating material (13) closest to the lamination cavity (6);
.cndot. At least one chamber-side valve stop (17) which determines the position of the flap laminating material (13) closest to the combustion chamber (5).
2. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet de stratification (13) obture en tout ou partie le conduit de stratification (7) lorsqu'il est au plus proche de la cavité de stratification (6) tandis qu'il ouvre ledit conduit (7) sur une plus large section lorsqu'il est positionné au plus proche de la chambre de combustion (5). 2. Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that that the laminating valve (13) closes all or part of the stratification (7) when is closest to the lamination cavity (6) while opening said leads (7) on a wider section when positioned closest to the room of combustion (5). 3. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la butée de clapet côté cavité (16) est constituée d'un siège d'obturation de clapet (18) aménagé dans le conduit de stratification (7) ou à l'une quelconque des extrémités dudit conduit (7), ledit siège (18) coopérant avec une portée de clapet côté cavité
(19) que présente le clapet de stratification (13) en sa périphérie et/ou en son extrémité.
3. Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that what the cavity-side check stop (16) consists of a filling seat of flapper (18) arranged in the lamination duct (7) or any of the ends of said conduit (7), said seat (18) cooperating with a cavity-side valve seat (19) that presents the stratification valve (13) at its periphery and / or in its end.
4. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le siège d'obturation de clapet (18) et la portée de clapet côté cavité (19) constituent une étanchéité quand ils sont au contact l'un de l'autre, ladite étanchéité
empêchant tout gaz de passer au niveau dudit contact lorsque la pression qui règne dans la chambre de combustion (5) est supérieure à la pression qui règne dans la cavité de stratification (6).
4. Valve ignition chamber according to Claim 3, characterized in that that the valve shutter seat (18) and cavity-side valve seat (19) constitute a sealing when in contact with each other, said sealing preventing everything gas to pass at the level of said contact when the pressure prevailing in the bedroom of combustion (5) is greater than the pressure prevailing in the cavity of stratification (6).
5. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la butée de clapet côté chambre (17) est constituée d'un siège d'ouverture de clapet (20) aménagé dans le conduit de stratification (7) ou à l'une quelconque des extrémités dudit conduit (7), ledit siège (32) coopérant avec une portée de clapet côté chambre (21) que présente le clapet de stratification (13) en sa périphérie et/ou en son extrémité. Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that what the Chamber-side valve stop (17) consists of an opening seat of flapper (20) arranged in the lamination duct (7) or any of the ends of said conduit (7), said seat (32) cooperating with a chamber-side valve seat (21) that presents the stratification valve (13) at its periphery and / or in its end. 6. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le siège d'ouverture de clapet (20) et la portée de clapet côté chambre (21) constituent une étanchéité quand ils sont au contact l'un de l'autre de sorte à empêcher tout gaz de passer au niveau dudit contact. Valve ignition chamber according to Claim 5, characterized in that that the valve opening seat (20) and chamber side valve seat (21) up a seal when they are in contact with each other so as to prevent all gas to go to the level of said contact. 7. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet de stratification (13) comporte en son pourtour des moyens de guidage (22) qui maintiennent ledit clapet (13) approximativement centré dans le conduit de stratification (7), et approximativement dans la même orientation longitudinale que ledit conduit (7) et ceci, quelle que soit la position axiale dudit clapet (13) par rapport audit conduit (7). Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that that the laminating valve (13) has guiding means at its periphery (22) who maintain said valve (13) approximately centered in the conduit of stratification (7), and approximately in the same longitudinal orientation as said led (7) and this, regardless of the axial position of said valve (13) relative audit conducted (7). 8. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 5, caractérisée en ce que lorsque le siège d'ouverture de clapet (20) et la portée de clapet côté
chambre (21) sont au contact l'un de l'autre, le clapet de stratification (13) forme avec le conduit de stratification (7) une préchambre d'allumage par torche (23) qui communique simultanément d'une part, avec la cavité de stratification (6), et d'autre part, avec la chambre de combustion (5) par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'éjection des gaz (24).
Valve ignition chamber according to Claim 5, characterized in that what when the flap opening seat (20) and the side flap seat room (21) are in contact with each other, the laminating valve (13) forms with the leads from stratification (7) an ignition prechamber (23) which communicates simultaneously on the one hand, with the lamination cavity (6), and on the other part, with the combustion chamber (5) via at least one ejection port gases (24).
9. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la paroi périphérique interne de la préchambre d'allumage par torche (23) est cylindrique tandis que le clapet de stratification (13) présente une périphérie circulaire et est logé à
faible jeu radial dans ladite préchambre (23).
Valve ignition chamber according to Claim 8, characterized in that what the internal peripheral wall of the pre-ignition chamber by torch (23) is cylindrical while the laminating valve (13) has a circular periphery and is housed at low radial clearance in said prechamber (23).
10. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le conduit de stratification (7) débouche en saillie dans la chambre de combustion (5) sous la forme d'un dôme d'éjection protubérant (25) qui héberge la préchambre d'allumage par torche (23) et duquel débouche l'orifice d'éjection des gaz (24). Valve ignition chamber according to Claim 8, characterized in that that the laminating duct (7) protrudes into the chamber of combustion (5) under the shape of a protruding ejection dome (25) which houses the prechamber ignition by torch (23) and which opens the gas ejection port (24). 11. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le siège d'ouverture de clapet (20) est aménagé dans le dôme d'éjection protubérant (25). Ignition ignition chamber according to Claim 10, characterized in that the valve opening seat (20) is arranged in the ejection dome protuberant (25). 12. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lorsque le clapet de stratification (13) est positionné proche de la chambre de combustion (5) c'est à dire au voisinage voire au contact de la butée de clapet côté
chambre (17) avec laquelle il coopère, ledit clapet (13) découvre au moins un orifice d'éjection des gaz (24) qui met en relation la cavité de stratification (6) avec la chambre de combustion (5).
Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that what when the laminating valve (13) is positioned close to the chamber of combustion (5) that is to say in the vicinity or even in contact with the stop of flapper side chamber (17) with which it cooperates, said valve (13) discovers at least one orifice for ejecting gases (24) which relates the lamination cavity (6) with the room of combustion (5).
13. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'allumage (11) sont constitués d'une bougie d'allumage (12) qui ferme la première extrémité d'un tube de liaison ajouré (26) qui traverse tout ou partie du volume interne de la cavité de stratification (6) et dont le corps est radialement traversé par au moins une lumière radiale (27) qui met en relation l'intérieur dudit tube (26) avec ledit volume interne, tandis que la deuxième extrémité dudit tube (26) reçoit le conduit de stratification (7) et le clapet de stratification (13), et cependant que l'électrode centrale (40) et l'électrode de masse (39) de ladite bougie (12) sont logées à
l'intérieur du tube de liaison ajouré (26).
13. Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that what the ignition means (11) consist of a spark plug (12) which closes the first end of a perforated connecting tube (26) which traverses all or part of the volume internal cavity lamination (6) and whose body is radially crossed by at minus a radial lumen (27) which connects the inside of said tube (26) with said internal volume, while the second end of said tube (26) receives the leads from stratification (7) and the stratification valve (13), and that the central electrode (40) and the ground electrode (39) of said spark plug (12) are housed at the inside of the tube perforated link (26).
14. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la face côté cavité (14) expose un dôme aérodynamique (29). Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that what the cavity side face (14) exposes an aerodynamic dome (29). 15. Préchambre d'allumage à clapet suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la face côté cavité (14) forme une électrode de masse (39) qui fait face à une électrode centrale (40) que comporte une bougie d'allumage (12) cette dernière constituant les moyens d'allumage (11). Valve ignition chamber according to Claim 1, characterized in that what the cavity-side face (14) forms a ground electrode (39) which faces a electrode central (40) that comprises a spark plug (12) the latter constituting ignition means (11). 16. Préchambre d'allumage à clapet suivant les revendications 3 et 5, caractérisée en ce que le clapet de stratification (13) est axialement plus épais en sa périphérie laquelle reçoit la portée de clapet côté cavité (19) et la portée de clapet côté
chambre (21), qu'en son centre.
16. Valve ignition chamber according to claims 3 and 5, characterized in that that the laminating valve (13) is axially thicker in its periphery which receives the cavity-side valve seat (19) and the side valve seat room (21), which its center.
CA3048883A 2017-01-12 2018-01-08 Valve ignition pre-chamber Pending CA3048883A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1750264 2017-01-12
FR1750264A FR3061743B1 (en) 2017-01-12 2017-01-12 PRE-CLAMP CHAMBER
PCT/FR2018/050041 WO2018130772A1 (en) 2017-01-12 2018-01-08 Valve-controlled ignition prechamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA3048883A1 true CA3048883A1 (en) 2018-07-19

Family

ID=59070745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA3048883A Pending CA3048883A1 (en) 2017-01-12 2018-01-08 Valve ignition pre-chamber

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP3568579A1 (en)
JP (1) JP7214638B2 (en)
KR (1) KR102581717B1 (en)
CN (1) CN110291278B (en)
AU (1) AU2018207981B2 (en)
CA (1) CA3048883A1 (en)
FR (1) FR3061743B1 (en)
WO (1) WO2018130772A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11408329B2 (en) * 2019-12-19 2022-08-09 Board Of Trustees Of Michigan State University Engine turbulent jet ignition system

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10890133B2 (en) 2018-09-10 2021-01-12 Vianney Rabhi Magnetic valve recoil device
FR3085718B1 (en) 2018-09-10 2021-06-25 Vianney Rabhi MAGNETIC VALVE RETURN DEVICE
GB201820560D0 (en) * 2018-12-17 2019-01-30 Aston Martin Lagonda Ltd Assemblies for engines
US11187141B2 (en) 2019-05-13 2021-11-30 Vianney Rabhi Ignition insert with an active pre-chamber
FR3096079B1 (en) 2019-05-13 2022-11-18 Vianney Rabhi ACTIVE PRE-CHAMBER IGNITION INSERT
FR3098858B1 (en) 2019-07-18 2021-10-29 Vianney Rabhi HYDRAULIC CAM INJECTION SYSTEM
DE102019006019A1 (en) * 2019-08-26 2021-03-04 Man Truck & Bus Se Spark ignition internal combustion engine with internal mixture formation for the combustion of a mixture of a gaseous fuel and air
FR3107305B1 (en) 2020-02-14 2022-02-11 Vianney Rabhi IGNITION PRE-CHAMBER WITH REVERSE COMBUSTION DIRECTION VALVE
US11326509B2 (en) 2020-02-14 2022-05-10 Vianney Rabhi Valve ignition prechamber with a reversed directon of combustion
FR3109803B1 (en) 2020-04-29 2023-05-05 Vianney Rabhi FORCED RECIRCULATION MIXER
US11293385B2 (en) 2020-04-29 2022-04-05 Vianney Rabhi Forced recirculation mixer
CN113756932A (en) * 2020-06-02 2021-12-07 广州汽车集团股份有限公司 Pre-combustion chamber structure
FR3111190A1 (en) 2020-06-03 2021-12-10 Vianney Rabhi SEQUENTIAL VOLUMETRIC FLOW METER
FR3114856A1 (en) 2020-10-06 2022-04-08 Vianney Rabhi PLATE-VALVE WITH FREE MICROBALLS
US11549613B2 (en) 2020-10-06 2023-01-10 Vianney Rabhi Valve plate with free micro-balls
FR3115323B1 (en) * 2020-10-16 2023-05-12 Vianney Rabhi guide pin valve
US11867114B2 (en) 2020-10-16 2024-01-09 Vianney Rabhi Guide stud valve
CN114382585B (en) * 2020-10-20 2023-03-17 广州汽车集团股份有限公司 Active prechamber fuel delivery system
CN112879145B (en) * 2021-01-15 2022-04-29 湖南大兹动力科技有限公司 Jet valve controlled precombustion chamber ignition internal combustion engine
US11378002B1 (en) 2021-04-16 2022-07-05 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for adjustable pre-chamber

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE351036C (en) * 1920-08-03 1922-03-30 Alexander Graf Breakaway spark plug for explosion engines
FR1013455A (en) * 1950-03-02 1952-07-29 Improvements to internal combustion engines
US4124000A (en) 1976-11-03 1978-11-07 General Motors Corporation Mixed cycle stratified charge engine with ignition antechamber
US4239023A (en) 1978-12-07 1980-12-16 Ford Motor Company Fuel injection system for dual combustion chamber engine
US4424780A (en) * 1979-12-26 1984-01-10 Trucco Horacio A Internal combustion engine for diverse fuels
US4319552A (en) 1980-03-03 1982-03-16 Sauer Fred N Pre-combustion system for internal combustion engines
DE3709976A1 (en) * 1987-03-30 1988-10-20 Dieter Dr Ing Kuhnert METHOD AND SPARK PLUG FOR THE IGNITION OF VERY LOW FUEL-AIR MIXTURES, ESPECIALLY FOR GAS ENGINES
US4864989A (en) 1988-06-30 1989-09-12 Tice Technologies Corp. Pre-combustion chamber spark plug and method of igniting lean fuel
DE4140962A1 (en) 1991-12-12 1993-01-21 Bosch Gmbh Robert Blowing in air=fuel mixt. in IC engine combustion chamber - increasing ratio lambda during blow in phase from blow in start to blow in end of mixt.
JPH06146890A (en) * 1992-11-11 1994-05-27 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk Controller for ga engine
JP3117349B2 (en) * 1993-08-31 2000-12-11 三菱重工業株式会社 Combustion chamber of subchamber internal combustion engine
GB2311327B (en) 1996-03-19 1999-05-05 Fluids Res Ltd Ignition apparatus
AUPP070497A0 (en) 1997-12-03 1998-01-08 Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited Improved method of fuelling an engine
US6595182B2 (en) 2000-06-07 2003-07-22 Radu Oprea Direct fuel injection and ignition system for internal combustion engines
US7922551B2 (en) * 2005-06-07 2011-04-12 Woodward, Inc. Pre-chamber spark plug
AT506200B1 (en) * 2007-12-19 2009-09-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg DEVICE FOR IGNITING A FUEL / AIR MIXTURE IN THE COMBUSTION ENGINE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE112011103649T5 (en) 2010-11-01 2013-08-22 Mahle Powertrain, Llc Prechamber combustion system with turbulent ignition jet for gasoline engines
FR2986564B1 (en) 2012-02-06 2014-02-28 Vianney Rabhi SPARK IGNITION DEVICE AND HIGH PRESSURE STRATIFICATION FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
KR101926861B1 (en) * 2012-02-29 2019-03-08 현대자동차주식회사 Prechamber Jet ignitor and Combustion Chamber having it in Engine
DE102014002905B4 (en) * 2014-02-28 2018-09-20 Mtu Friedrichshafen Gmbh Combustion method for execution with a gas engine
US20160069250A1 (en) * 2015-11-13 2016-03-10 Caterpillar Inc. Control valve for pre-combustion chamber assembly
US20160069251A1 (en) * 2015-11-13 2016-03-10 Caterpillar Inc. Pressure-limiting device for pre-combustion chamber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11408329B2 (en) * 2019-12-19 2022-08-09 Board Of Trustees Of Michigan State University Engine turbulent jet ignition system

Also Published As

Publication number Publication date
CN110291278B (en) 2021-11-05
EP3568579A1 (en) 2019-11-20
FR3061743B1 (en) 2019-08-16
CN110291278A (en) 2019-09-27
FR3061743A1 (en) 2018-07-13
KR20190104551A (en) 2019-09-10
JP2020505542A (en) 2020-02-20
KR102581717B1 (en) 2023-09-22
AU2018207981A1 (en) 2019-07-18
JP7214638B2 (en) 2023-01-30
WO2018130772A1 (en) 2018-07-19
AU2018207981B2 (en) 2023-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3061743B1 (en) PRE-CLAMP CHAMBER
EP3560049B1 (en) Spark plug with electrode-shuttle
US10550757B2 (en) Valve ignition prechamber
FR2986564A1 (en) SPARK IGNITION DEVICE AND HIGH PRESSURE STRATIFICATION FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
FR2846041A1 (en) Internal combustion engine incorporating an ignitor enclosed in a precombustion chamber connected to a main combustion chamber via a number of orifices in the precombustion chamber head
FR3085718A1 (en) MAGNETIC VALVE RETURN DEVICE
FR2864578A1 (en) Two stroke engine, has injector for spraying fuel jet into combustion chamber, where jet is diffused at angle lying between specific degrees, and fuel injection starts when crankshaft is situated at specific angle
FR2764342A1 (en) Combustion method in internal combustion engine using gasoline, methanol, LPG
WO2013107972A1 (en) High-pressure stratification spark-ignition device for an internal combustion engine
FR2498683A1 (en) COMBUSTION CHAMBER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE PROMOTING ROTARY TURBULENCE OF COMBUSTION PRODUCTS
WO2000008317A1 (en) Device and method for igniting an internal combustion engine and corresponding separating wall
EP3462006B1 (en) Two-valve internal combustion engine
EP4103824A1 (en) Valve-controlled ignition pre-chamber with reversed combustion
FR3071878B1 (en) ELLIPTICAL COMBUSTION CHAMBER
FR2960261A1 (en) Internal combustion engine e.g. diesel engine, combustion controlling method for motor vehicle, involves injecting fuel in homogeneous fuel-air mixture with mass ratio between two fuels during phase of compression of engine
EP2118464A2 (en) Reciprocating engine with burnt gas retention
FR3041702A1 (en) MOTOR DEVICE COMPRISING A TURBINE, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES
FR2835879A1 (en) Compression ignition i.c. engine
WO2015086323A1 (en) Internal combustion engine operating with concomitant injection of fuels, especially for a motor vehicle
FR2862343A1 (en) Combustion method for reciprocating engine, involves mixing comburant charge and fuel charge by diffusion near top dead center of piston for supporting diffusion flame with the mixed charges in contact
FR2978203A1 (en) Burner for e.g. generating flame for heating exhaust fumes filtration element of diesel engine for car for urban transportation applications, has injecting unit independently injecting fuel and combustion agent into precombustion chamber
FR2910539A1 (en) Preheater plug arrangement for e.g. direct injection oil engine, has preheater plug with heating element positioned in vertical plane passing through vertical axis of piston, vertical axis of combustion housing and lower end of injector

Legal Events

Date Code Title Description
EEER Examination request

Effective date: 20221121

EEER Examination request

Effective date: 20221121

EEER Examination request

Effective date: 20221121

EEER Examination request

Effective date: 20221121