FR2531283A1 - SELF-EXCITATION IONIZATION SWITCH FOR HIGH VOLTAGE POWER PULSES IN A CARBURETTOR ENGINE IGNITION SYSTEM - Google Patents

SELF-EXCITATION IONIZATION SWITCH FOR HIGH VOLTAGE POWER PULSES IN A CARBURETTOR ENGINE IGNITION SYSTEM Download PDF

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    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
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    • A62C2/247Operating or controlling mechanisms having non-mechanical actuators electric
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01T1/00Details of spark gaps

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN COMMUTATEUR D'IONISATION A AUTO-EXCITATION DES IMPULSIONS D'ENERGIE A HAUTE TENSION D'UN SYSTEME D'ALLUMAGE DE MOTEUR A CARBURATEUR. LE CORPS TUBULAIRE 1, EN MATIERE ELECTRIQUEMENT ISOLANTE, DE CE COMMUTATEUR RENFERME UNE ANODE 3 ET UNE CATHODE 4 ENTRE LESQUELLES EST DISPOSE UN OEIL METALLIQUE 2 A PHOTONS. LE CORPS 1 EST RECOUVERT EXTERIEUREMENT D'UN REVETEMENT METALLIQUE 5 CONNECTE A LA TERRE. CE DISPOSITIF EST MONTE DANS LE CIRCUIT A HAUTE TENSION DU SYSTEME D'ALLUMAGE DU MOTEUR A CARBURATEUR. DOMAINE D'APPLICATION: ALLUMAGE DES MOTEURS A CARBURATEUR.THE INVENTION RELATES TO A HIGH VOLTAGE ENERGY PULSES SELF-EXCITED IONIZATION SWITCH OF A CARBURETOR ENGINE IGNITION SYSTEM. THE TUBULAR BODY 1, IN ELECTRICALLY INSULATING MATERIAL, OF THIS SWITCH CONTAINS AN ANODE 3 AND A CATHODE 4 BETWEEN WHICH IS A METAL EYE 2 WITH PHOTONS. THE BODY 1 IS COVERED ON THE EXTERIOR WITH A METAL COATING 5 CONNECTED TO EARTH. THIS DEVICE IS MOUNTED IN THE HIGH VOLTAGE CIRCUIT OF THE CARBURETOR ENGINE IGNITION SYSTEM. FIELD OF APPLICATION: IGNITION OF CARBURETOR ENGINES.

Description

1 n L'invention concerne un commutateur d'ionisation à auto-excitation desThe invention relates to a self-excited ionization switch for

impulsions d'énergie à haute tension  high voltage energy pulses

dans un système d'allumage de moteur à carburateur.  in a carburetor engine ignition system.

Des pré-allumeurs d'ionisation utilisés dans le circuit à haute tension du système d'allumage d'un moteur à carburateur sont bien connus depuis le début de ce siècle, comme décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 992 168 et dans le brevct allemand no 253 594, etc Les solutions décrites dans ces brevets et celles venues jo par la suite ont pour but d'appliquer une tension de rupture élevée à des électrodes de bougies d'allumage La tension de rupture appliquée aux électrodes d'une bougie d'allumage dépend  Ionization pre-igniters used in the high voltage circuit of the ignition system of a carburettor engine have been well known since the beginning of this century, as described, for example, in the US Pat. No. 992,168 and German Patent No. 253,594, etc. The solutions described in these and subsequent patents are intended to apply a high breakdown voltage to spark plug electrodes. applied to the electrodes of a spark plug depends

de nombreuses caractéristiques des circuits primaire (bas-  many characteristics of the primary circuits (low

se tension) et secondaire (haute tension), telles que le courant de coupure du circuit primaire, le coefficient de transformation de la bobine d'induction, l'inductance de l'enroulement primaire, la capacité des deux circuits et la  voltage) and secondary (high voltage), such as the breaking current of the primary circuit, the transformation coefficient of the induction coil, the inductance of the primary winding, the capacity of the two circuits and the

résistance de shunt des bougies d'allumage.  shunt resistance of spark plugs.

La résistance de shunt est due à des dépÈts se formant sur les isolateurs des bougies d'allumage En raison de leur conductivité électrique, ces dépôts constituent un shunt dans l'entrefer de la bougie, entraînant une perte de courant Cette perte peut être assez élevée pour entraîner  The shunt resistance is due to deposits forming on the insulators of the spark plugs Due to their electrical conductivity, these deposits constitute a shunt in the gap of the spark plug, causing a loss of current This loss can be quite high for training

une perte totale de la décharge entre les électrodes de la bou-  a total loss of the discharge between the electrodes of the

gie d'allumage Certains constituants des dépôts formés sur les bougies d'allumage ne peuvent brûler dans les conditions normales de fonctionnement du moteur Seuls les composés de carbone et les composés organiques peuvent brûler, tandis que les oxydes de métaux lourds ont une telle stabilité chimique qu'aucun "auto-nettoyage" n'est possible La résistance électrique de ces dépôts est élevée à froid, s'étendant entre environ 500 et 10 000 Mfl, mais, une fois  Ignition Some constituents of deposits formed on spark plugs can not burn under normal engine operating conditions Only carbon compounds and organic compounds can burn, while heavy metal oxides have such chemical stability that no "self-cleaning" is possible The electrical resistance of these deposits is high in cold, ranging between about 500 and 10,000 Mfl, but once

chauffés à la température de travail de la bougie d'allu-  heated to the working temperature of the candle

mage, la résistance peut être 10 000 fois plus faible.  mage, the resistance can be 10,000 times lower.

Lès interruptions de l'allumage affectent la puissance du mo-  Interruptions in ignition affect the power of the

teur et la consommation de carburant Selon des données expérimentales, sur un moteur à six cylindres, la défaillance 2.  and fuel consumption According to experimental data, on a six-cylinder engine, failure 2.

d'une seule bougie d'allumage accroît de 25 % la consomma-  a single spark plug increases fuel consumption by 25%

tion de carburant Dans le cas o deux bougies d'allumage  In the case of two spark plugs

sont simultanément hors service, la consommation de carbu-  are simultaneously out of service, fuel consumption

rant s'élève d'environ 60 % Les conditions de travail des bougies d'allumage dans le moteur produisent un autre phénomène nuisible, à savoir l'érosion des électrodes des bougies d'allumage due à des décharges en arcs, provoquant un élargissement de  The working conditions of the spark plugs in the engine produce another detrimental phenomenon, namely the erosion of spark plug electrodes due to arc discharges, causing a widening of the spark plugs.

l'entrefer des bougies.the air gap candles.

L'influence des phénomènes précités augmente pen-  The influence of the aforementioned phenomena increases

dant la période de travail de la bougie d'allumage et il arrive un moment o la tension développée par la bobine  the working period of the spark plug and there comes a time when the tension developed by the coil

d'induction et réduite par la perte de courant ne peut pro-  of induction and reduced by the loss of current can not

voquer une décharge disruptive dans l'intervalle élargi entre les lectrodes de la bou Lgie Cette dernière est alors défaillante. L'énergie demandée pour l'allumage dépend du régime de travail du moteur Lorsque le moteur est chaud,  to evoke a disruptive discharge in the widened interval between the electrodes of the bougie The latter is then defective. The energy required for ignition depends on the working speed of the engine When the engine is hot,

dans des conditions normales, le mélange de travail conte-  under normal conditions, the working mixture contains

nu dans les cylindres presente une température proche de la température d'auto-allumage et une très faible énergie d'allumage est demandée pour son inflammation D'autres régimes demandent une énergie d'allumage très élevée, A  in the cylinders has a temperature close to the auto-ignition temperature and a very low ignition energy is required for its ignition Other regimes require a very high ignition energy, A

savoir un moteur froid (démarrage), une accélération sou-  to know a cold engine (starting), a sudden acceleration

daine, la marche au ralenti Des mélanges aussi bien riches  idle, idling Rich mixes as well

que pauvres demandent une énergie d'allumage élevée.  that poor people demand high ignition energy.

Les problèmes mentionnés ci-dessus soulignent la nécessité de résoudre le problème posé pour obtenir une distribution des impulsions d'énergie à haute tension telle que l'on obtienne des étincelles fonctionnellement correctes dans toutes les conditions de travail du moteur, avec une érosion minimale des électrodes des bougies d'allumage,  The problems mentioned above underline the need to solve the problem of obtaining a distribution of high voltage energy pulses such that functionally correct sparks are obtained in all engine working conditions, with minimal erosion of spark plug electrodes,

ce qui signifie une grande longévité, avec un entrefer cor-  which means a long life, with a good air gap

rectement réglé.correctly set.

Les dispositifs connus de pré-allumage n'ont pas  Known pre-ignition devices do not have

résolu le problème mentionné Ceci concerne plus particuliè-  solved the problem mentioned. This concerns more particularly

rement l'érosion des électrodes des bougies d'allumage,  erosion of spark plug electrodes,

lequel problème n'a pas été du tout abordé.  which problem was not addressed at all.

En outre, les dispositifs connus de pré-alluma-  In addition, the known pre-illuminating devices

ge présentent d'autres inconvénients, à savoir le problème  other disadvantages, namely the problem

du mélange gazeux, le problème d'évacuation des gaz, le pro-  gaseous mixture, the problem of evacuation of gases, the pro-

blème du "maintien" convenable de la tension de rupture et de la tension d'extinction de l'étincelle dans des limites appropriées, le problème du fonctionnement aux fréquences élevées, le problème de la dispersion de la matière de la cathode, le problème du vieillissement et des problèmes technologiques se posant lors de la production, ainsi  the problem of operating at high frequencies, the problem of the dispersion of the cathode material, the problem of the problem of the proper "maintenance" of the breaking voltage and the extinction voltage of the spark within appropriate limits; aging and technological problems arising during production, as well as

que le coût élevé de cette production.  that the high cost of this production.

L'invention a pour but de réaliser, dans les systèmes existants d'allumage du mélange, dans des moteurs  The object of the invention is to provide, in the existing ignition systems of the mixture, in engines

à carburateur, par impulsions à haute tension, une distribu-  with a carburettor, by means of high voltage pulses, a

tion des;impulsions d'énergie précitées, telles qu'une étincelle puissante soit obtenue, en particulier dans de mauvaises conditions de travail, entre les électrodes des bougies d'allumage, et que l'érosion des électrodes des  said energy pulses, such as a powerful spark is obtained, particularly in poor working conditions, between the electrodes of the spark plugs, and that the erosion of the electrodes of the

bougies d'allumage soit en même temps limitée et prévenue.  spark plugs are at the same time limited and prevented.

Ce but renferme deux contradictions, à savoir  This goal contains two contradictions, namely

une plus faible érosion des électrodes des bougies d'allu-  a weaker erosion of the electrodes of the candles

mage et la formation d'étincelles plus puissantes entre  mage and the formation of more powerful sparks between

ces électrodes.these electrodes.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une  The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing by way of non-limiting example and in which: FIG. 1 is a longitudinal section of a

forme possible de réalisation du dispositif selon l'i-nven-  possible embodiment of the device according to the i-nven-

tion; et la figure 2 est un schéma montrant la connexion du dispositif selon l'invention avec l'installation en  tion; and FIG. 2 is a diagram showing the connection of the device according to the invention with the installation in

haute tension du système d'allumage d'un moteur à carbura-  high voltage ignition system of a carbureted engine

teur. Le corps 1 du dispositif selon l'invention est  tor. The body 1 of the device according to the invention is

réalisé suivant une forme tubulaire, en une matière électro-  made in a tubular form, made of an electro-

isolante L'espace de travail ménagé à l'intérieurdu corps 1 est fermé par des électrodes métalliques, à savoir une 4. anode 3 et une cathode 4, espacées d'une distance x Un oeil  The working space formed inside the body 1 is closed by metal electrodes, namely an anode 3 and a cathode 4, spaced apart by one distance.

métallique 2 à photons,se présentant sous la forme d'un min-  2-photon metal, in the form of a

ce anneau d'une épaisseur n, est fixé dans le corps,1, à l'intérieur de l'espace de travail, à une distance m de l'anode.  this ring of a thickness n is fixed in the body, 1, inside the working space, at a distance m from the anode.

Dans des formes de réalisation normales, la dis-  In normal embodiments, the

tance m est comprise entre 0,2 et 1 mm, l'épaisseur N est comprise entre 0,1 et 0,5 mm et la distance x est comprise  m is between 0.2 and 1 mm, the thickness N is between 0.1 and 0.5 mm and the distance x is between

entre 1,5 et 3,5 mm L'espace fermé compris entre les élec-  between 1.5 and 3.5 mm The enclosed space between the electri-

trodes est rempli d'air atmosphérique de composition nor-  trodes is filled with atmospheric air of normal

male La pression de départ de cet air est comprise entre 1 et 5 bars L'espace compris entre les électrodes est rempli  The starting pressure of this air is between 1 and 5 bar The space between the electrodes is filled

d'un mélange spécial uniquement dans des cas particuliers.  a special mixture only in special cases.

La surface cylindrique extérieure du corps 1  The outer cylindrical surface of the body 1

est recouverte d'un revêtement métallique 5 fixé ferme-  is covered with a metal coating 5 fixed firmly

ment, dont la longueur est très légèrement supérieure à la  the length of which is very slightly greater than the

longueur intérieure totale des électrodes.  total internal length of the electrodes.

Un drain 7 à haute tension, connecté à la catho-  A high voltage drain 7 connected to the catheter

de 4, est également relié à l'électrode centrale CE d'une  of 4, is also connected to the central electrode CE of a

bougie d'allumage.spark plug.

L' anode 3 est reliée à une alimentation 6 en im-  The anode 3 is connected to a feed 6 in im-

pulsions à haute tension par l'intermédiaire de la résistance propre R. Le revêtement métallique 5 est connecté à la terre M, de façon à former deux capacités, une capacité d'entrée Cl et une capacité de sortie C 2 La valeur de la capacité d'entrée Cl dépend de la longueur sur laquelle  high voltage pulses through the resistor R. The metal coating 5 is connected to the earth M, so as to form two capacitors, a capacitance C1 and an output capacitance C 2 The value of the capacitance Cl input depends on the length over which

l'anode 3 s'étend dans le corps 1, et la valeur de la capaci-  the anode 3 extends into the body 1, and the value of the capacitance

té de sortie C 2 dépend de la longueur sur laquelle la cathode  outlet tee C 2 depends on the length over which the cathode

4 s'étend dans le corps 1.4 extends into the body 1.

La description du fonctionnement des éléments  The description of the functioning of the elements

et de l'ensemble du commutateur selon l'invention englobe la totalité du cycle caractérisitique des impulsions à haute  and all of the switch according to the invention encompasses the entire cycle characterisitic pulses high

tension du système d'allumage de moteur à carburateur.  carburetor engine ignition system voltage.

Lorsque des impulsions à haute tension attei-  When high voltage pulses reach

gnent la valeur demandée pour provoquer une décharge dis-  the value requested to cause a discharge

ruptive entre les électrodes 3 et 4 du commutateur et entre  ruptive between the electrodes 3 and 4 of the switch and between

les électrodes CE et ME de la bougie d'allumage, une déchar-  electrodes CE and ME of the spark plug, a

,,

ge électrique s'amorce dans les deux allumeurs.  Electrical age starts in both igniters.

De nombreuses examens ont montré que ce type de décharge électrique possède deux composantes, à savoir  Many studies have shown that this type of electric shock has two components, namely

une composante capacitive et une composante inductive.  a capacitive component and an inductive component.

La composante capacitive de l'étincelle correspond, en fait,  The capacitive component of the spark corresponds, in fact,

à une décharge de l'énergie recueillie dans le circuit secon-  to a discharge of the energy collected in the secondary circuit.

daire Conformément à l'invention, la capacité d'entrée Cl et la capacité de sortie C 2 du commutateur selon l'invention  In accordance with the invention, the input capacitance C1 and the output capacitance C 2 of the switch according to the invention

font partie de ce circuit.are part of this circuit.

La décharge capacitive se manifeste par une étin-  The capacitive discharge is manifested by a spark

celle bleue et brillante et par une explosion Le courant  the blue and shiny one and by an explosion The current

de départ de la décharge capacitive est compris entre quel-  of the capacitive discharge is between

ques centaines et plus de mille ampères, et sa température k  hundreds and more than a thousand amperes, and its temperature k

est d'environ 10 000 K Cette décharge est suivie d'oscilla-  is about 10,000 K This discharge is followed by oscilla-

tions à haute fréquence comprises entre quelques M Hz et environ 10 M Hz et subsistant lors d'un cycle pendant une  high frequencies between a few M Hz and about 10 M Hz and subsisting during a cycle during a

durée pouvant atteindre quelques millionièmes de seconde.  duration of up to a few millionths of a second.

Un amortissement d'oscillations électro-magné-  A damping of electro-magnetic oscillations

tiques à haute fréquence, extérieur à l'espace de décharge, est réalisé par la résistance R de 6 d 12 k 0-e sur l'entrée 6 des impulsions à haute tension et, en ce qui concerne l'espace environnant, par le revêtement métallique 5 qui  high-frequency ticks, external to the discharge space, is provided by the resistance R of 6 d 12 k 0 -e on the input 6 of the high-voltage pulses and, with regard to the surrounding space, by the metal coating 5 which

est connecté à la terre M et qui joue le rôle d'un blin-  is connected to earth M and that plays the role of a shield

dage contre les parasites radio-électriques.  against radio interference.

La décharge en étincelle commence avant que la tension de l'impulsion atteigne sa valeur maximale Ceci explique que la décharge capacitive ne dépense que la partie  The spark discharge begins before the pulse voltage reaches its maximum value. This explains that the capacitive discharge only spends the

de l'énergie magnétique recueillie dans la bobine d'induc-  magnetic energy collected in the induction coil

tion La partie restante de l'énergie est libérée par déchar-  The remaining part of the energy is released by discharging

ge inductive, sous la forme d'une étincelle de couleur vio-  inductive age, in the form of a spark of vio-

lette-jaune pâle Cette partie de la décharge est appelée  lette-pale yellow This part of the dump is called

la "queue" de l'étincelle.the "tail" of the spark.

La composante inductive du courant de décharge est comprise entre environ 10 et quelques centaines de m A, et la tension est comprise entre quelques centaines et quelques milliers de volts La durée de cette décharge est comprise dans un large intervalle de temps, s'étendant de 6.  The inductive component of the discharge current is between about 10 and a few hundred m A, and the voltage is between a few hundred and a few thousand volts. The duration of this discharge is within a wide range of time, ranging from 6.

quelques microsecondes à quelques dixièmes de millisecon-  a few microseconds to a few tenths of a millisecon-

de Entre autres, l'invention Dermet de raccourcir la  Among others, the invention Dermet to shorten the

"lqueue" de l'étincelle et, simultanément, d'accro tre l'éner-  "lqueue" the spark and, simultaneously, to increase the energy

gie de la composante capacitive.of the capacitive component.

Des recherches portant sur le processus d'inflam-  Research on the inflammatory process

mation ont montré qu'un accroissement de la vitesse de libé-  have shown that an increase in the speed of liberation

ration de l'énergie de l'étincelle élève son aptitude à l'in-  ration of the energy of the spark raises its aptitude for in-

flammationi Ceci signifie que, avec la même quantité d'éner-  This means that with the same amount of energy

gie libérée, la composante capacitive est plus efficace que  released, the capacitive component is more efficient than

la composante inductive.the inductive component.

Un examen de l'objet de l'invention permet d'établir les constatations suivantes: Avec le commutateur d'énergie selon l'invention  An examination of the subject of the invention makes it possible to establish the following observations: With the energy switch according to the invention

monté dans le circuit à haute tension du système d'alluma-  mounted in the high voltage circuit of the ignition system

ge, on modifie notablement les paramètres de rupture: courants de rupture atteignant, en pointe, des valeurs pouvant être quatre fois plus grandes; puissance de rupture atteignant, en pointe, des valeurs pouvant être 2,3 f is plus grandes; énergie électrique de la première demi-phase de la caractéristique de rupture U-I pouvant atteindre une valeur 3,3 fois plus grande; et intensité lumineuse moyenne relative pouvant  ge, one significantly modifies the parameters of rupture: currents of rupture reaching, at point, values being able to be four times greater; breaking power reaching, in peak, values which can be 2,3 f larger; electrical energy of the first half-phase of the U-I rupture characteristic being able to reach a value 3.3 times greater; and relative average light intensity

être 3,8 fois plus grande.be 3.8 times larger.

D'autres examens de l'objet de l'invention ont  Other examinations of the object of the invention

porté sur l'influence des paramètres améliorés de l'étincel-  focused on the influence of the improved parameters of spark

le sur les caractéristiques de travail du moteur Il est  the on the engine work characteristics It's

apparu que les conditions et les régimes de travail sui-  appeared that the following conditions and working regimes

vants du moteur bénéficient d'une influence positive de l'invention: faibles régimes de vitesse;  The engines have a positive influence of the invention: low speeds;

faible charge et petites ouvertures du pa-  low load and small openings in the

pillon d'admission; travail avec un mélange pauvre, en particulier avec un mélange plus pauvre que le mélange optimal pour une consommation minimale de carburant; et travail avec un allumage ayant un retard 7.  admission pillon; working with a lean mixture, especially with a leaner blend than the optimal blend for minimal fuel consumption; and work with an ignition having a delay 7.

supérieur au retard optimal pour un régime de travail donné.  higher than the optimal delay for a given work regime.

Au cours de l'examen, il est apparu que l'in-  During the examination, it appeared that the

fluence de l'invention était d'autant plus évidente que les conditions de travail-étaient plus éloignées des conditions optimales pour un régime donné Suivant l'éloignement par: rapport aux conditions optimales, l'économie a atteint  The influence of the invention was all the more obvious as the working conditions were more remote from the optimal conditions for a given regime. As a result of the distance to optimal conditions, the economy reached

jusqu'à 5 %.up to 5%.

Les différentes pièces du commutateur d'énergie  The different parts of the energy switch

selon l'invention exécutent les fonctions importantes suivan-  according to the invention perform the following important functions

tes.your.

l'oeil 2 à photons émet une avalanche initiale  the photon eye 2 emits an initial avalanche

d'électrons qui provoquent une ionisation globale de l'es-  electrons that cause global ionization of the

pace entre les électrodes 3 et 4, avant la décharge disrup-  between electrodes 3 and 4, before the disruptive discharge

tive; l'émission électronique de l'oeil 2 à photons est déclenchée par la tension élevée de l'impulsion, et sa  tive; the electron emission of the photon eye 2 is triggered by the high voltage of the pulse, and its

durée dépend de cette dernière.duration depends on the latter.

Le changement de tension entre l'anode 3 et la  The voltage change between the anode 3 and the

cathode 4 est suivi d'un changement du champ électrique.  cathode 4 is followed by a change of the electric field.

Ce champ n'est pas homogène et il est concentré sur les  This field is not homogeneous and it is focused on

arêtes vives des électrodes Cette concentration est parti-  sharp edges of the electrodes This concentration is parti-

culièrement élevée sur le bord légèrement arrondi de la saillie cylindrique 3 a de l'anode L'oeil 2 à photons St placé à une distance relativement faible m de ce bord, l'ouverture de l'oeil présentant une arête vive de forme arrondie, ayant senseiblement le même diamètre que la  raised on the slightly rounded edge of the cylindrical projection 3a of the anode The eye 2 with photons St placed at a relatively small distance m from this edge, the opening of the eye having a sharp edge of rounded shape, having significantly the same diameter as the

saillie cylindrique 3 a de l'anode.cylindrical projection 3a of the anode.

Lorsque la tension de l'impulsion à haute tension s'élève jusqu'à une valeur proche de la valeur de prédécharge disruptive, la force du champ électrique appliqué à l'arête vive et circulaire de l'oeil à photons devient si grande qu'elle provoque d'abord une excitation,  When the voltage of the high voltage pulse rises to a value close to the disruptive predischarge value, the force of the electric field applied to the sharp and circular edge of the photon eye becomes so great that it first causes an excitement,

puis une ionisation des atomes de l'oeil à photons,et fina-  then an ionization of the photon atoms of the eye, and finally

lement une émission électronique automatique puissante -  a powerful automatic electronic broadcast -

A ce moment, dansl'espace adjacent à l'arête vive cir-  At this point, in the space adjacent to the sharp moving edge

culaire du trou de l'oeil à photons, des atomes excités et.  eyepiece of the eye's hole to photons, excited atoms and.

des électrons émis par l'oeil à photonsémettent des photons 8. à haute énergie dans tout l'espace environnant, produisant un très grand nombre d'électrons et d'ions initiaux qui se  electrons emitted by the photon-emitting eye transmit high-energy photons in the entire surrounding space, producing a very large number of electrons and initial ions which

développent brusquement et aboutissent rapidement à une rup-  develop abruptly and quickly lead to a rup-

ture diélectrique de l'espace compris entre les électrodes.  dielectric strength of the space between the electrodes.

La rupture diélectrique préparée et effectuée de cette maniè-  The dielectric breakdown prepared and carried out in this way

re présente des caractéristiques qui lui sont propres.  re has its own characteristics.

Le trajet de la rupture est homogène et de forte section.  The path of rupture is homogeneous and of strong section.

Le bombardement de la cathode 4 par des ions positifs est atténué, un plus grand nombre d'ions positifs, ayant des vitesses plus faibles, frappent la plus grande surface de la cathode De cette manière, on empêche la dispersion de la  The bombardment of the cathode 4 by positive ions is attenuated, a larger number of positive ions, having lower velocities, strike the largest surface of the cathode. In this way, the dispersion of the cathode is prevented.

matière de la cathode, ainsi que son érosion, qui cons-  matter of the cathode, as well as its erosion, which con-

tituent de graves problèmes dans les dispositifs connus de pré-allumage L'un des problèmes des dispositifs connus  cause serious problems in known pre-ignition devices One of the problems of known devices

de pré-allumage est la perte de fonction avec le temps.  pre-ignition is the loss of function over time.

Elle est due à la "disparition" du gaz par suite d'une adsorption et d'une réaction chimique avec la matière_ cathodique dispersée Etant donné que dans le dispositif selon l'invention, la dispersion de la matière cathodique est minimale, il est possible d'utiliser dans l'espace compris entre les électrodes même des gaz ayant une activité  It is due to the "disappearance" of the gas as a result of adsorption and a chemical reaction with the dispersed cathodic material. Since in the device according to the invention, the dispersion of the cathodic material is minimal, it is possible to use in the space between the electrodes even gases having an activity

chimique plus grande et, surtout, l'air atmosphé-  greater chemical and, above all, atmospheric

rique normal.normal risk.

Le commutateur selon l'invention redistribue de façon efficace l'énergie de la manière suivante la capacité d'entrée Cl collecte l'énergie  The switch according to the invention effectively redistributes the energy in the following manner the input capacitance Cl collects the energy

tandis que la tension de l'impulsion à haute tension s'élè-  while the voltage of the high-voltage pulse is

ve, et cette dernière libère la même énergie en une courte durée, tandis qu'une décharge disruptive se produit dans l'entrefer de la bougie d'allumage; la capacité C 2 de sortie collecte l'énergie en même temps qu'une décharge disruptive se produit dans  ve, and the latter releases the same energy in a short time, while a disruptive discharge occurs in the gap of the spark plug; the output capacitance C 2 collects energy at the same time as a disruptive discharge occurs in

l'espace d'allumage du commutateur, et elle libère l'éner-  the ignition space of the switch, and it releases the energy

gie en même temps qu'une décharge disruptive se produit dans l'entrefer de la bougie d'allumage; l'énergie électro-magnétiqiequi rayonne et qui est captée par-lerevêtement métallique 5 est libérée en même temps qu'une décharge disruptive se produit dans  At the same time, a disruptive discharge occurs in the air gap of the spark plug; the electro-magnetic energy which radiates and which is captured by the metal coating 5 is released at the same time as a disruptive discharge occurs in

l'entrefer de la bougie d'allumage.the air gap of the spark plug.

Etant donné que la plus grande partie de l'éner-  Since most of the energy

gie du commutateur selon l'invention prend une forme capa-  the switch according to the invention takes a capacitive form.

citive, le processus de formation d'étincelles entre les électrodes de la bougie est caractérisé par un raccourcis- sement notable de la "queue" de l'étincelle, ce qui réduit  However, the process of spark formation between the spark plug electrodes is characterized by a noticeable shortening of the "tail" of the spark, which reduces

sensiblement l'érosion des électrodes de la bougie.  significantly the erosion of the electrodes of the candle.

Dans les conditions normales de travail d'un moteur, l'énergie nécessaire à l'inflammation initiale du mélange est d'environ 3 m Ji Une étude portant sur le dispositif selon l'invention a établi que la quantité d'énergie électrique  Under the normal working conditions of an engine, the energy required for the initial ignition of the mixture is about 3 m. A study of the device according to the invention has established that the amount of electrical energy

présente dans la première demi-période de la caractéris-  present in the first half-period of the

tique U-I de la décharge disruptive est comprise entre 34 et 86 m J.  U-I tick of the disruptive discharge is between 34 and 86 m J.

il ressort de la description précédente que  it follows from the previous description that

le dispositif selon l'invention permet d'améliorer nota-  the device according to the invention makes it possible to improve

blement le fonctionnement et le rendement des moteurs à carburateur. La réalisat ion simple du dispositif selon  the operation and performance of carbureted engines. The simple realization of the device according to

l'invention permet sa production à bon marché, et sa faci-  the invention enables its cheap production, and its ease of

lité de montage autorise de larges applications.  The mounting unit allows wide applications.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au commutateur décrit et représenté  It goes without saying that many modifications can be made to the switch described and shown

sans sortir du cadre de l'invention.  without departing from the scope of the invention.

10.10.

Claims (1)

REVEND ICAT i ON 1 \ S 1 Corimutateur d'ionisation à auto-excitation des impulsions d'énergie à haute tension dans un système d'allumage de moteur à carburateur, caractérisé en ce qu'il comprend un corps ( 1) de forme tubulaire réalisé en matière électro-isolante et dans l'espace intérieur cylindrique duquel sont disposées une anode ( 3) et une cathode ( 4) à une distance x l'une de l'autre, tandis que l'espace fermé, compris entre ces Électrodes, est rempli d'air ou d'un mélange d'autres gaz, un oeil métallique à photons ( 2) étant placé à une distance m de l'anode ( 3), cet oeil étant de forme annulaire et ayant une épaisseur N et un trou central dont le diamètre est à peu près égal au diamètre d'une saillie cylindrique ( 3 a) de l'anode. 2 Commutateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le corps ( 1) comporte un revêtement métal- lique ( 5) l'entourant sur sa surface extérieure, ce revête- ment ( 5) étant d'une iongueur superieure à la longueur totale sur laquelle s'étendent l'anode ( 3) et la cathode ( 4). 3 Coirmutateur selon l'une des revendicationsReverb ICAT i ON 1 \ S 1 Ionization coriator self-excitation of high voltage energy pulses in a carburettor engine ignition system, characterized in that it comprises a body (1) of tubular form made of electro-insulating material and in the cylindrical interior space of which are disposed an anode (3) and a cathode (4) at a distance x one of the other, while the closed space between these electrodes , is filled with air or a mixture of other gases, a metal photon eye (2) being placed at a distance m from the anode (3), this eye being of annular shape and having a thickness N and a central hole whose diameter is approximately equal to the diameter of a cylindrical projection (3 a) of the anode. 2 Switch according to claim 1, characterized in that the body (1) has a metal coating (5) surrounding it on its outer surface, this coating (5) being of a size greater than the total length over which extend the anode (3) and the cathode (4). 3 circuit breaker according to one of the claims 1 et 2, caractérisé en ce que l'anode ( 3) est reliée à une entrée ( 6) d'impulsions à haute tension et comprenant une résistance (R), et en ce que la cathode ( 4) est reliée à une sortie () à haute tension qui est connectée à une électrode centrale(CE) de bougie d'allumage, tandis que le revêtement  1 and 2, characterized in that the anode (3) is connected to an input (6) of high voltage pulses and comprising a resistor (R), and in that the cathode (4) is connected to an output () high voltage which is connected to a spark plug center electrode (CE), while the coating métallique ( 5) est connecté-à la terre (M).  metal (5) is connected to the ground (M).
FR8309962A 1982-07-28 1983-06-16 SELF-EXCITATION IONIZATION SWITCH FOR HIGH VOLTAGE POWER PULSES IN A CARBURETTOR ENGINE IGNITION SYSTEM Withdrawn FR2531283A1 (en)

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