FR2886689A1 - Internal combustion engine ignition system for e.g. aircraft, has hollow body, and head forming electrode which surrounds end portion so that corona discharge takes place in precombustion chamber between head and central electrode - Google Patents

Internal combustion engine ignition system for e.g. aircraft, has hollow body, and head forming electrode which surrounds end portion so that corona discharge takes place in precombustion chamber between head and central electrode Download PDF

Info

Publication number
FR2886689A1
FR2886689A1 FR0505588A FR0505588A FR2886689A1 FR 2886689 A1 FR2886689 A1 FR 2886689A1 FR 0505588 A FR0505588 A FR 0505588A FR 0505588 A FR0505588 A FR 0505588A FR 2886689 A1 FR2886689 A1 FR 2886689A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
ignition system
prechamber
igniter
compression
electrode
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.)
Granted
Application number
FR0505588A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2886689B1 (en
Inventor
Erwann Samson
Olivier Pajot
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.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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 Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority to FR0505588A priority Critical patent/FR2886689B1/en
Publication of FR2886689A1 publication Critical patent/FR2886689A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2886689B1 publication Critical patent/FR2886689B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
    • 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
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/16Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
    • F02B19/18Transfer passages between chamber and cylinder
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

The system has a hollow body (11) approximately symmetrical with respect to a central axis (X-X`) and a longitudinal and through hole (15) for passage of a central electrode (16). The body is covered with a hollow head (18) at the interior of compression chamber and a combustion chamber. The holes (20, 21) pierced in the head communicate with the chamber. The head forms an electrode, which surrounds an end portion (22) so that corona discharge takes place in a precombustion chamber (19) between the head and the electrode (16). Independent claims are also included for the following: (1) an internal combustion engine comprising an ignition system (2) a method for igniting an internal combustion engine.

Description

La présente invention se rapporte au domaine des moteurs à combustionThe present invention relates to the field of combustion engines

interne, tels que ceux à deux ou quatre temps, que ces moteurs équipent des véhicules tels que des motocycles, des automobiles, des aéronefs et des bateaux, ou bien qu'ils fassent partie d'autres appareillages motorisés tels que des  two or four-stroke engines, such as motorcycles, automobiles, aircraft and boats, or

générateurs ou des outils. Plus précisément, l'invention concerne un système et un procédé d'allumage d'un moteur à combustion interne, ainsi qu'un moteur à combustion interne pourvu d'un tel système d'allumage. Elle trouve notamment application dans les moteurs à pistons et vilebrequin, étant entendu que son application aux moteurs du type rotatif ne doit pas pour autant être exclue.  generators or tools. More specifically, the invention relates to a system and a method of ignition of an internal combustion engine, and an internal combustion engine provided with such an ignition system. It finds particular application in piston and crankshaft engines, it being understood that its application to motors of the rotary type must not be excluded.

Parmi les moteurs à combustion interne, l'un des plus connus et des plus utilisés comporte au moins un piston, dont une bielle et un vilebrequin transforment le mouvement rectiligne de va-et-vient dans un cylindre en un mouvement rotatif. Ce cylindre et le piston délimitent conjointement une chambre de compression et de combustion d'un mélange combustible d'un carburant et d'un comburant, qui est enflammé par un arc électrique encore appelé étincelle et produit entre deux électrodes. Des produits résultent de la combustion du mélange combustible dans la chambre de combustion. Un système d'évacuation de ces produits s'ajoute à un système d'admission du carburant et du comburant dans la chambre de compression et de combustion.  Among the internal combustion engines, one of the best known and most used includes at least one piston, a connecting rod and a crankshaft transform the rectilinear movement back and forth in a cylinder in a rotary motion. This cylinder and the piston jointly delimit a combustion chamber and combustion of a fuel mixture of a fuel and an oxidizer, which is ignited by an electric arc still called spark and produced between two electrodes. Products result from the combustion of the fuel mixture in the combustion chamber. An evacuation system for these products is added to an intake system for fuel and oxidant in the compression and combustion chamber.

Les moteurs à combustion interne ont fait l'objet de nombreux perfectionnements. Des recherches pour encore améliorer ces moteurs sont toujours menées. L'une d'elles concerne l'utilisation d'un dispositif d'allumage comportant une préchambre qui est séparée de la chambre de combustion par une paroi. Une bougie est placée dans la préchambre pour enflammer le mélange. Un exemple d'un tel système d'allumage est décrit dans la demande de brevet français FR-2 781 840.  Internal combustion engines have been the subject of many improvements. Research to further improve these engines is still conducted. One of them relates to the use of an ignition device comprising a prechamber which is separated from the combustion chamber by a wall. A candle is placed in the antechamber to ignite the mixture. An example of such an ignition system is described in the French patent application FR-2 781 840.

Les dispositifs d'allumage à préchambre ont été développés pour améliorer l'initiation et/ou le déroulement de la combustion dans la chambre de compression et de combustion. En pratique, on a toutefois constaté des défauts d'allumage, probablement associés à l'accumulation dans la préchambre de produits de combustion résiduels, avec en corollaire une certaine dilution du mélange air-combustible dans la préchambre. A fortiori, ces dispositifs sont peu compatibles avec des stratégies de recyclage visant à réinjecter une partie des gaz d'échappement notamment pour minimiser les polluants.  Pre-chamber ignition devices have been developed to improve the initiation and / or flow of combustion in the compression and combustion chamber. In practice, however, there have been ignition defects, probably associated with the accumulation in the prechamber of residual combustion products, with consequent dilution of the air-fuel mixture in the prechamber. A fortiori, these devices are not compatible with recycling strategies to reinject a portion of the exhaust gas including to minimize pollutants.

En outre, il se produit avec le temps un encrassement à l'intérieur de la préchambre, où des dépôts de carbone s'accumulent notamment sur la céramique isolante de la bougie. Ces dépôts de carbone peuvent conduire a des cas d'étincelles glissantes, c'est-à-dire dévier les arcs électriques qui, de ce fait, n'apparaissent plus nécessairement au milieu de la préchambre mais dans des zones où l'évacuation des produits de combustion et leur remplacement par du mélange combustible neuf sont incomplets et où le mélange combustible s'enflamme plus difficilement du fait de sa dilution. En d'autres termes, le piégeage de produits de combustion dans la préchambre rend plus critique l'occurrence d'étincelles glissantes dans les systèmes d'allumage a préchambre que dans le cas de bougies classiques.  In addition, it occurs over time fouling inside the antechamber, where carbon deposits accumulate in particular on the insulating ceramic of the candle. These deposits of carbon can lead to cases of sliding sparks, that is to say divert the electric arcs which, therefore, do not necessarily appear in the middle of the prechamber but in areas where the evacuation of combustion products and their replacement by new fuel mixture are incomplete and where the fuel mixture ignites more difficult due to its dilution. In other words, the trapping of combustion products in the antechamber makes the occurrence of sliding sparks more critical in prechamber ignition systems than in the case of conventional candles.

L'invention a au moins pour but de permettre une réduction des défauts d'allumage dans les préchambres des dispositifs d'allumage à préchambre.  The object of the invention is at least to enable a reduction of the ignition defects in the prechamber chambers of prechamber ignition devices.

A cet effet, l'invention a pour objet un système d'allumage d'un moteur à combustion interne, ce système d'allumage comprenant au moins un allumeur, une préchambre et au moins un trou adapté pour mettre en communication cette préchambre et une chambre de compression et de combustion du moteur, caractérisé en ce que l'allumeur est configuré pour produire une décharge par claquage dans la préchambre.  For this purpose, the subject of the invention is an ignition system for an internal combustion engine, this ignition system comprising at least one igniter, a prechamber and at least one hole adapted to put in communication this prechamber and a compression and combustion chamber of the engine, characterized in that the igniter is configured to produce a breakdown discharge in the prechamber.

La notion de claquage d'un isolant correspond à une notion bien connue en électricité statique, et correspond à la décharge qui se produit lorsqu'un isolant tel que de l'air est soumis à un champ électrique supérieur à un seuil de l'ordre de 30 kV/cm. Un premier électron est accéléré par le champ électrique, percute un atome ou une molécule, arrachant alors un nouvel électron, en un phénomène d'avalanche jusqu'à ce que la multiplication des espèces ionisées entraîne la formation d'un plasma conducteur. Si le phénomène se produit à l'extrémité d'une pointe, il se produit une décharge dite couronne (aussi appelée décharge corona).  The concept of breakdown of an insulator corresponds to a well-known notion in static electricity, and corresponds to the discharge that occurs when an insulator such as air is subjected to an electric field greater than a threshold of the order 30 kV / cm. A first electron is accelerated by the electric field, hits an atom or a molecule, then tearing a new electron, into an avalanche phenomenon until the multiplication of the ionized species leads to the formation of a conductive plasma. If the phenomenon occurs at the end of a tip, there is a so-called corona discharge (also called corona discharge).

Une particularité des ces décharges par claquage est qu'elles se produisent sur des périodes de temps de l'ordre de quelques nanosecondes soit un ordre de grandeur d'environ 100 par rapport aux étincelles générées par des bougies traditionnelles.  A peculiarity of these breakdown discharges is that they occur over periods of time of the order of a few nanoseconds, an order of magnitude of about 100 compared to the sparks generated by traditional candles.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce système d'allumage: la décharge est produite pendant un temps inférieur à 10 ns; - la décharge est produite pendant un temps inférieur au temps nécessaire pour la formation d'un arc électrique; - le circuit d'alimentation électrique de l'allumeur est configuré de manière à appliquer à l'allumeur une montée en tension ayant une durée inférieure à, de préférence de l'ordre de 100 ns; - le circuit d'alimentation électrique de l'allumeur est configuré de manière à appliquer à l'allumeur une tension supérieure à, de préférence supérieure à 30 kV. A noter néanmoins que cette tension reste du même ordre de grandeur que celle d'un allumage standard, sans nécessité de modification du circuit électrique du véhicule; - le circuit d'alimentation électrique de l'allumeur est configuré de manière à appliquer à l'allumeur une tension sous forme d'impulsions; - il comprend plusieurs trous adaptés pour mettre en communication la préchambre et la chambre de compression et de combustion du moteur; - l'allumeur comporte une première électrode placée dans la préchambre et une deuxième électrode qui entoure au moins une portion de la première électrode; - la première électrode se termine par plusieurs pointes situées à l'intérieur de la préchambre; - la deuxième électrode forme au moins une partie de la paroi périphérique de la préchambre; - il comporte un circuit d'alimentation électrique de l'allumeur, ce circuit étant configuré de manière à appliquer à l'allumeur une tension avec une durée de décharge inférieure à la durée nécessaire à la formation d'un arc électrique entre les première et deuxième électrodes; - il comporte un corps qui est pourvu de moyens pour son montage a joint étanche dans un trou du moteur et qui se prolonge par une paroi délimitant au moins partiellement la préchambre, les première et deuxième électrodes étant configurées pour produire la décharge corona au niveau d'une moitié avant de la préchambre, c'est-à-dire de la moitié attenante audit corps.  According to other advantageous features of this ignition system: the discharge is produced for a time less than 10 ns; the discharge is produced for a time less than the time required for the formation of an electric arc; - The igniter power supply circuit is configured to apply to the igniter a voltage rise having a duration less than, preferably of the order of 100 ns; - The igniter power supply circuit is configured to apply to the igniter a voltage greater than, preferably greater than 30 kV. Note however that this voltage remains of the same order of magnitude as that of a standard ignition, without the need for modification of the electrical circuit of the vehicle; - The igniter power supply circuit is configured to apply to the igniter a voltage in the form of pulses; it comprises several holes adapted to put in communication the prechamber and the compression and combustion chamber of the engine; the igniter comprises a first electrode placed in the prechamber and a second electrode which surrounds at least a portion of the first electrode; the first electrode terminates in several points located inside the prechamber; the second electrode forms at least a portion of the peripheral wall of the prechamber; it comprises an electrical supply circuit of the igniter, this circuit being configured so as to apply to the igniter a voltage with a duration of discharge less than the time necessary for the formation of an electric arc between the first and second electrodes; - It comprises a body which is provided with means for mounting a sealed seal in a motor hole and which is extended by a wall at least partially defining the prechamber, the first and second electrodes being configured to produce the corona discharge at the level of a half before the prechamber, that is to say half of that body.

L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne, comprenant au moins: - une chambre de compression et de combustion d'un mélange combustible; - un système d'admission au moins d'un carburant et d'un comburant du mélange combustible dans la chambre de compression et de combustion, et - un système d'évacuation de produits de combustion hors de la chambre de compression et de combustion, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un système, tel que défini ci-dessus, d'allumage du mélange combustible dans la chambre de compression et de combustion.  The invention also relates to an internal combustion engine, comprising at least: - a combustion chamber and combustion of a fuel mixture; an admission system for at least one fuel and an oxidant of the fuel mixture in the compression and combustion chamber, and a system for discharging combustion products out of the compression and combustion chamber, characterized in that it is provided with a system, as defined above, for igniting the fuel mixture in the compression and combustion chamber.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce moteur: - il est du type a injection directe du carburant dans la chambre de compression et de combustion; - il est alimenté au moins en partie avec des gaz recyclés provenant de l'échappement; - le système d'allumage comporte une tête creuse qui délimite au moins partiellement la préchambre et qui est percée dudit trou, au moins une partie du carburant injecté dans la chambre de compression et de combustion décrivant une trajectoire sur laquelle cette tête creuse est disposée de manière à être mouillée par ce carburant lors de son injection directe dans la chambre de compression et de combustion.  According to other advantageous characteristics of this engine: - it is of the direct fuel injection type in the compression and combustion chamber; - it is fed at least partly with recycled gases from the exhaust; - The ignition system comprises a hollow head which at least partially delimits the prechamber and which is pierced with said hole, at least a portion of the fuel injected into the compression and combustion chamber describing a path on which this hollow head is disposed of. to be wetted by this fuel when it is directly injected into the compression and combustion chamber.

L'invention a encore pour objet un procédé d'allumage d'un moteur à combustion interne tel que défini ci-dessus, ce procédé comprenant des étapes dans lesquelles: a) on introduit du carburant et du comburant dans la chambre de compression et de compression, puis b) on compresse le mélange combustible de carburant et de comburant dans la chambre de combustion, puis c) dans la préchambre, on fait produire à l'allumeur une décharge par claquage qui provoque une inflammation du mélange combustible depuis la préchambre, jusque dans la chambre de compression et de combustion.  The subject of the invention is also a method of igniting an internal combustion engine as defined above, this method comprising steps in which: a) fuel and oxidant are introduced into the compression chamber and compression, then b) compressing the combustible mixture of fuel and oxidizer in the combustion chamber, then c) in the prechamber, is made to ignite the ignition a breakdown by ignition that causes ignition of the fuel mixture from the prechamber, into the compression and combustion chamber.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce procédé : - on produit la décharge en appliquant une montée en tension sur une durée inférieure à 100 ns; - on produit la décharge en appliquant une tension supérieure à de l'ordre de 30 à 40 kV; - on produit la décharge en appliquant une tension sous forme d'impulsions.  According to other advantageous features of this process: the discharge is produced by applying a rise in voltage over a period of less than 100 ns; the discharge is produced by applying a voltage greater than on the order of 30 to 40 kV; the discharge is produced by applying a voltage in the form of pulses.

L'invention a en outre pour objet un procédé d'allumage d'un moteur à combustion interne selon lequel: a) on introduit du carburant et du comburant dans une chambre de compression et de compression, et b) on enflamme le mélange dans une préchambre avec un système d'allumage tel que défini ci-dessus.  The invention furthermore relates to a method for igniting an internal combustion engine according to which: a) fuel and oxidant are introduced into a compression and compression chamber, and b) the mixture is ignited in a combustion chamber. prechamber with an ignition system as defined above.

Dans ce procédé, le mélange comporte avantageusement des gaz recyclés.  In this process, the mixture advantageously comprises recycled gases.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se referant aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un moteur à combustion interne selon un premier mode de réalisation de l'invention et d'un système d'allumage du mélange combustible admis dans une chambre de compression et de combustion de ce moteur; - la figure 2 est une coupe schématique et axiale d'un dispositif d'allumage du système d'allumage représenté à la figure 1; - la figure 3 est une coupe schématique et partielle, selon un plan longitudinal, d'une chambre de compression et de combustion du moteur représenté à la figure 1 et illustre une étape du fonctionnement de ce moteur; - la figure 4 est une coupe analogue à la figure 3 et illustre une autre étape du fonctionnement du moteur des figures 1 et 3; - la figure 5 représente une tête du dispositif d'allumage de la figure 2 et illustre l'initiation de la combustion dans la chambre de compression et de combustion, à travers des orifices de cette tête, qui est vue depuis la chambre de compression et de combustion; - la figure 6 est une coupe analogue à la figure 2 et représente un dispositif d'allumage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; et - la figure 7 est une vue analogue à la figure 5 et représente l'extrémité d'une tête d'un dispositif d'allumage selon un troisième mode de réalisation de l'invention.  The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, among which: FIG. 1 is a diagram of an internal combustion engine according to a first embodiment of the invention and a system for igniting the fuel mixture admitted into a compression and combustion chamber of this engine; FIG. 2 is a diagrammatic and axial section of an ignition device of the ignition system shown in FIG. 1; - Figure 3 is a schematic and partial section, along a longitudinal plane, of a combustion chamber and combustion engine shown in Figure 1 and illustrates a step of the operation of the engine; - Figure 4 is a section similar to Figure 3 and illustrates another step of the operation of the motor of Figures 1 and 3; FIG. 5 represents a head of the ignition device of FIG. 2 and illustrates the initiation of the combustion in the compression and combustion chamber, through orifices of this head, which is seen from the compression chamber and combustion; - Figure 6 is a section similar to Figure 2 and shows an ignition device according to a second embodiment of the invention; and - Figure 7 is a view similar to Figure 5 and shows the end of a head of an ignition device according to a third embodiment of the invention.

Sur la figure 1 est schématiquement représenté un moteur à allumage commandé et à combustion interne 1, dont seulement l'une de plusieurs chambres de compression et de combustion sensiblement identiques est visible et référencée 2. Un système 3 d'allumage d'un mélange combustible admis dans ces chambres de compression et de combustion comporte plusieurs dispositifs d'allumage et un circuit 4 d'alimentation d'électrique de ces dispositifs d'allumage, dont chacun équipe l'une des chambres de compression et de combustion et dont un seul est visible et référencé 5 à la figure 1.  FIG. 1 is a schematic representation of a spark ignition internal combustion engine 1, of which only one of several substantially identical compression and combustion chambers is visible and referenced 2. A system 3 for igniting a fuel mixture admitted into these compression and combustion chambers comprises several ignition devices and a circuit 4 for supplying electrical power to these ignition devices, each of which equips one of the compression and combustion chambers and only one of which is visible and referenced 5 in Figure 1.

Le moteur 1 est connu en soi, sauf en ce qu'il est pourvu du système d'allumage 3, de sorte que seul ce système 3 est décrit en détail dans ce qui suit. Le moteur 1 comporte plusieurs cylindres, dans chacun desquels coulisse un piston relié par une bielle à un vilebrequin commun 6. Sur la figure 1, seul le cylindre 7 et le piston 8 qui délimitent conjointement la chambre de compression et de combustion 2 sont visibles. Egalement, seule l'une, référencée 9, des bielles du moteur 1 est représentée à la figure 1, dans un souci de clarté. A l'opposé des pistons, une culasse 10 obture les cylindres du moteur 1.  The engine 1 is known per se, except that it is provided with the ignition system 3, so that only this system 3 is described in detail in the following. The engine 1 comprises a plurality of cylinders, in each of which slides a piston connected by a connecting rod to a common crankshaft 6. In FIG. 1, only the cylinder 7 and the piston 8 which jointly delimit the compression and combustion chamber 2 are visible. Also, only one, referenced 9, connecting rods of the engine 1 is shown in Figure 1, for the sake of clarity. Opposite the pistons, a cylinder head 10 closes the cylinders of the engine 1.

Ainsi qu'on peut le voir à la figure 2, le dispositif d'allumage 5 comporte un corps creux 11 qui est réalisé en un matériau conducteur électriquement, tel qu'un métal ou qu'un alliage métallique. Ce corps 11 comporte une portion proximale 12, qui est filetée et qui, de ce fait, peut être vissée à joint étanche dans un trou taraudé et traversant 13 percé dans la culasse 10. Le dispositif 5 présente l'avantage de pouvoir être configuré de telle manière que ce trou taraudé 13 puisse présenter les caractéristiques des trous dans lesquels sont traditionnellement montées les bougies d'allumage conventionnelles. Une portion distale 14 du corps 11 prolonge la portion proximale 12 et forme une tête d'accouplement d'un outil de vissage de la portion 12 dans la culasse 10. Dans l'exemple représenté, la portion distale 14 présente une section transversale de forme hexagonale, de sorte qu'on peut y mettre en prise une clé.  As can be seen in Figure 2, the ignition device 5 comprises a hollow body 11 which is made of an electrically conductive material, such as a metal or a metal alloy. This body 11 has a proximal portion 12, which is threaded and which, for this reason, can be screwed tightly into a threaded through hole 13 pierced in the cylinder head 10. The device 5 has the advantage that it can be configured from such that the tapped hole 13 may have the characteristics of the holes in which the conventional spark plugs are traditionally mounted. A distal portion 14 of the body 11 extends the proximal portion 12 and forms a coupling head of a screwing tool of the portion 12 in the cylinder head 10. In the example shown, the distal portion 14 has a cross sectional shape hexagonal, so that you can put a key into it.

Le corps 11 est sensiblement symétrique par rapport à un axe central X-X', selon lequel il y est ménagé un trou longitudinal et traversant 15 pour le passage d'une électrode centrale 16. Dans ce trou 15, une portion de l'électrode 16 est noyée dans une céramique 17, qui solidarise l'électrode 16 au corps 11 tout en l'isolant électriquement de ce corps 11. Un matériau diélectrique autre que la céramique 17 peut être utilisé à la place ou en complément de cette dernière.  The body 11 is substantially symmetrical with respect to a central axis X-X ', in which there is provided a longitudinal and through hole 15 for the passage of a central electrode 16. In this hole 15, a portion of the electrode 16 is embedded in a ceramic 17, which secures the electrode 16 to the body 11 while electrically insulating it from the body 11. A dielectric material other than the ceramic 17 may be used instead of or in addition to the latter.

A l'opposé de sa portion distale 14, le corps 11 est coiffé d'une tête creuse 18, prévue pour se trouver à l'intérieur de la chambre de compression et de combustion 2. Cette tête 18 et la céramique 17 délimitent ensemble une préchambre 19, que plusieurs trous 20 et 21 percés dans la tête 18 mettent en communication avec la chambre 2. De préférence, il est prévu entre un et vingt trous 20 et 21. Une portion d'extrémité 22 de l'électrode centrale 16 émerge de la céramique 17 et pénètre dans la préchambre 19, ou elle est protégée par la tête 18.  Opposite its distal portion 14, the body 11 is capped with a hollow head 18, provided to be inside the compression and combustion chamber 2. This head 18 and the ceramic 17 together define a pre-chamber 19, that several holes 20 and 21 pierced in the head 18 put in communication with the chamber 2. Preferably, it is provided between one and twenty holes 20 and 21. An end portion 22 of the central electrode 16 emerges ceramic 17 and enters the prechamber 19, where it is protected by the head 18.

Dans le cas ici représenté, la préchambre 19 est sensiblement centrée sur l'axe central X-X', selon lequel s'étend au moins la portion d'extrémité 22 de l'électrode 16. Outre qu'elle délimite partiellement la préchambre 19, la tête 18 forme une électrode qui entoure la portion d'extrémité 22 de telle manière qu'une décharge corona puisse avoir lieu dans la préchambre 19, entre cette tête 18 et l'électrode centrale 16. La tête 18, avec laquelle l'électrode 16 forme un allumeur, remplit donc deux fonctions, ce qui est avantageux. Elle est connectée électriquement au corps 11 qui, une fois vissé dans la culasse 10, est connecté électriquement à cette dernière. Afin de favoriser l'apparition d'une décharge filamentaire, dont la décharge corona est un cas particulier, la portion d'extrémité 22 présente la forme d'une pointe effilée, dont le rayon de courbure est inférieur a 1 mm.  In the case represented here, the prechamber 19 is substantially centered on the central axis X-X ', which extends at least the end portion 22 of the electrode 16. In addition, it partially delimits the prechamber 19 , the head 18 forms an electrode which surrounds the end portion 22 so that a corona discharge can take place in the antechamber 19, between this head 18 and the central electrode 16. The head 18, with which the electrode 16 forms an igniter, thus fulfills two functions, which is advantageous. It is electrically connected to the body 11 which, once screwed into the cylinder head 10, is electrically connected to the latter. In order to promote the appearance of a filament discharge, the corona discharge of which is a special case, the end portion 22 has the shape of a tapered tip, whose radius of curvature is less than 1 mm.

La distance d entre la portion d'extrémité 22 et la tête 18 est avantageusement supérieure à 1 mm.  The distance d between the end portion 22 and the head 18 is advantageously greater than 1 mm.

Il ressort de ce qui précède que le dispositif d'allumage a une structure simple si bien qu'il peut aisément être robuste et que son coût de fabrication peut être faible.  It follows from the above that the ignition device has a simple structure so that it can easily be robust and its manufacturing cost can be low.

De plus, la portion d'extrémité 22 peut être courte, si bien qu'il est aisé d'adapter l'indice thermique de l'allumeur 5 par rapport au moteur. L'indice thermique est un indicateur de la capacité de la bougie à évacuer la chaleur vers la culasse, et donc à maintenir au niveau des électrodes une certaine température.  In addition, the end portion 22 may be short, so that it is easy to adapt the thermal index of the igniter 5 relative to the engine. The thermal index is an indicator of the ability of the candle to remove heat to the cylinder head, and thus to maintain a certain temperature at the electrodes.

Le circuit 4 comporte un transformateur 25, dont la fonction est d'élever une tension d'alimentation V. Aux bornes de sortie de ce transformateur 25 est connectée une capacité 26, dont une borne est raccordée à la masse. Un éclateur 27 est connecté entre l'autre borne de cette capacité 26 et l'électrode 16. La tête 18, qui forme l'autre électrode du dispositif d'allumage 5, est raccordée par le corps 11 à la culasse 10, qui est à la masse.  The circuit 4 comprises a transformer 25 whose function is to raise a supply voltage V. At the output terminals of this transformer 25 is connected a capacitor 26, a terminal of which is connected to ground. A spark gap 27 is connected between the other terminal of this capacitor 26 and the electrode 16. The head 18, which forms the other electrode of the ignition device 5, is connected by the body 11 to the cylinder head 10, which is to the mass.

En fonctionnement, le transformateur 25 charge la capacité 26, que l'éclateur 27 sert à ne décharger que lorsque la tension aux bornes de cette capacité 26 est suffisamment importante. Lors de la décharge de la capacité 26 via l'éclateur 27, une décharge corona a lieu dans la préchambre 19, entre l'extrémité effilée et pointue 22 de l'électrode centrale 16 et la tête 18.  In operation, the transformer 25 charges the capacitor 26, the spark gap 27 serves to discharge only when the voltage across the capacitor 26 is large enough. During the discharge of the capacitor 26 via the spark gap 27, a corona discharge takes place in the antechamber 19, between the tapered and pointed end 22 of the central electrode 16 and the head 18.

Le circuit 4 applique une haute tension pulsée impulsionnelle entre les électrodes 16 et 18 du dispositif 5. L'élévation de la tension entre ces électrodes est très rapide, puisqu'il s'effectue en un temps inférieur à 100 ns et, par exemple, de l'ordre de 10 ns. A son maximum, la tension appliquée entre les électrodes 16 et 18 du dispositif 5 est très élevée puisqu'elle peut être supérieure à 40 kV et, par exemple, de l'ordre de 30 kV, tout en pouvant atteindre 100 kV.  The circuit 4 applies a pulsed pulsed high voltage between the electrodes 16 and 18 of the device 5. The rise in the voltage between these electrodes is very fast, since it takes place in a time of less than 100 ns and, for example, of the order of 10 ns. At its maximum, the voltage applied between the electrodes 16 and 18 of the device 5 is very high since it can be greater than 40 kV and, for example, of the order of 30 kV, while being able to reach 100 kV.

La durée de l'impulsion, c'est-à-dire de la décharge de la capacité 26 via l'éclateur 27 et le dispositif 5, est, de préférence, inférieure à 100 ns. En tout état de cause, elle est inférieure à la durée nécessaire à la formation d'un arc électrique entre les électrodes 16 et 18.  The duration of the pulse, that is to say the discharge of the capacitor 26 via the spark gap 27 and the device 5, is preferably less than 100 ns. In any case, it is less than the time required for the formation of an electric arc between the electrodes 16 and 18.

Avantageusement, plusieurs décharges corona ont lieu lors d'un cycle moteur. Lorsque tel est le cas, l'apport total d'énergie est augmenté, tout en évitant la formation d'un arc électrique. La fréquence avec laquelle ont lieu les décharges corona peut, par exemple, atteindre 1000 Hz.  Advantageously, several corona discharges take place during a motor cycle. When this is the case, the total energy input is increased, while avoiding the formation of an electric arc. The frequency with which the corona discharge takes place can, for example, reach 1000 Hz.

L'énergie électrique fournie au dispositif 5 à chaque cycle moteur peut être du même ordre de grandeur que celle fournie par une bougie classique, ce qui est avantageux. Par exemple, elle peut être de l'ordre de 30 mJ.  The electrical energy supplied to the device 5 at each engine cycle can be of the same order of magnitude as that provided by a conventional candle, which is advantageous. For example, it can be of the order of 30 mJ.

Dans l'exemple représenté, le moteur 1 est a injection directe du carburant contenu dans le mélange combustible. Il comporte donc un injecteur, qui est visible et référence 30 aux figures 3 et 4. Sur la figure 3, du carburant 31 est injecté dans la chambre 2, par l'injecteur 30. La tête 18 se trouve sur le trajet d'une partie du carburant injecté, qui la mouille donc. Sur la figure 4, du carburant 31 précédemment injecté est présent sur la tête 18 et dans un creux à l'extrémité du piston 8. Il se vaporise du fait de la température élevée du moteur 1. Un comburant, tel que de l'air atmosphérique, est également admis dans la chambre 2, où lui et le carburant 31 se mélangent et forment le mélange combustible. Lors de la phase de compression par le piston 8, une partie de ce mélange combustible entre dans la préchambre 19.  In the example shown, the engine 1 is a direct injection of the fuel contained in the fuel mixture. It therefore comprises an injector, which is visible and refers to FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, fuel 31 is injected into the chamber 2 by the injector 30. The head 18 is on the path of a part of the fuel injected, which so wet. In FIG. 4, fuel 31 previously injected is present on the head 18 and in a recess at the end of the piston 8. It vaporises because of the high temperature of the engine 1. An oxidizer, such as air atmospheric, is also admitted in the chamber 2, where he and the fuel 31 mix and form the fuel mixture. During the compression phase by the piston 8, part of this fuel mixture enters the prechamber 19.

Ensuite, une décharge corona a lieu dans cette préchambre 19, où elle enflamme le mélange combustible. Des espèces instables résultent de cette inflammation. Une partie d'entre elles enflamme le mélange combustible présent dans la chambre 2, après avoir migrée vers cette chambre 2 par les trous 20 et 21 qui, en revanche, ont stoppé le front de flamme dans la préchambre 19. À cet effet, chacun de ces trous 20 et 21 a, de préférence, un diamètre inférieur ou de l'ordre de 1 mm et avantageusement compris entre 0,5 mm et 1 mm. Dans le même but, chacun des trous 20 et 21 a, de préférence, une longueur inférieure à son diamètre.  Then, a corona discharge takes place in this prechamber 19, where it ignites the fuel mixture. Unstable species result from this inflammation. Part of them ignites the fuel mixture present in the chamber 2, having migrated to this chamber 2 through the holes 20 and 21 which, however, have stopped the flame front in the prechamber 19. For this purpose, each these holes 20 and 21a, preferably a smaller diameter or of the order of 1 mm and preferably between 0.5 mm and 1 mm. For the same purpose, each of the holes 20 and 21 preferably has a length less than its diameter.

La figure 5 illustre l'initiation et la progression de la combustion dans la chambre 2, dans laquelle des espèces instables en provenance de la préchambre 19 entrent en différents points. La probabilité qu'il y ait des conditions d'inflammation très favorables au niveau de l'un au moins de ces points est élevée. L'inflammation du mélange combustible dans la chambre 2 a lieu sensiblement simultanément en plusieurs points, de sorte que la progression de cette combustion est ensuite très rapide et stable. Parmi les avantages résultant de l'emploi du dispositif d'allumage 5, on notera donc un gain sur la durée totale de la combustion dans la chambre 2. Ce gain peut notamment permettre d'améliorer la stabilité au ralenti des moteurs à injection directe.  Figure 5 illustrates the initiation and progression of combustion in chamber 2, in which unstable species from prechamber 19 enter different points. The probability of very favorable ignition conditions at at least one of these points is high. The ignition of the fuel mixture in the chamber 2 occurs substantially simultaneously at several points, so that the progression of this combustion is then very fast and stable. Among the advantages resulting from the use of the ignition device 5, there will therefore be a gain on the total duration of the combustion in the chamber 2. This gain can notably improve the idling stability of direct injection engines.

De plus, le temps entre la fin de la combustion et l'ouverture des soupapes d'évacuation étant plus long, les produits de combustion sortent moins chaud de la chambre 2, ce qui est avantageux. En particulier, il est possible de réduire l'enrichissement en carburant du mélange combustible, lorsque cet enrichissement a pour fonction de produire un refroidissement par évaporation. Or, un moindre enrichissement se traduit par une plus faible consommation et par une réduction des polluants émis.  In addition, the time between the end of the combustion and the opening of the exhaust valves being longer, the combustion products are less hot from the chamber 2, which is advantageous. In particular, it is possible to reduce the fuel enrichment of the fuel mixture, when this enrichment has the function of producing a cooling by evaporation. However, lower enrichment results in lower consumption and a reduction of pollutants emitted.

On a constaté que la décharge corona produit un allumage sûr et robuste du mélange présent dans la préchambre 19, conformément au but de l'invention. En particulier, cet allumage est peu sensible à un appauvrissement en carburant et/ou en comburant du fait de la présence résiduelle de produits de combustion et a lieu même si le carburant et/ou le comburant présents dans la préchambre 19 sont fortement dilués.  It has been found that the corona discharge produces a safe and robust ignition of the mixture present in prechamber 19, in accordance with the object of the invention. In particular, this ignition is insensitive to a depletion of fuel and / or oxidant because of the residual presence of combustion products and takes place even if the fuel and / or the oxidant present in the prechamber 19 are highly diluted.

De plus, même si, dans la préchambre 19, il y a un encrassement susceptible de dévier une étincelle et pouvant résulter du dépôt de matière carbonée, il est très peu probable que cela conduise à ce que la décharge corona ne traverse pas une zone où le mélange combustible est suffisamment peu dilué pour pouvoir s'enflammer aisément. En d'autres termes, le dispositif d'allumage 5 est fiable, même en cas d'encrassement. L'encrassement et l'usure de ce dispositif 5 sont d'ailleurs réduits, du fait de la qualité de la combustion du mélange dans la préchambre 19.  Moreover, even if, in the antechamber 19, there is a fouling capable of deflecting a spark and which may result from the deposition of carbonaceous material, it is very unlikely that this will lead to the corona discharge not crossing an area where the fuel mixture is sufficiently undiluted to ignite easily. In other words, the ignition device 5 is reliable, even in case of fouling. The fouling and the wear of this device 5 are also reduced, because of the quality of the combustion of the mixture in the prechamber 19.

La structure du dispositif d'allumage 5 offre une grande possibilité de choix quant à la position de la décharge corona à l'intérieur de la préchambre. En particulier, il est aisé de faire en sorte que la décharge corona ait lieu au niveau d'une moitié avant de la préchambre 19, c'est-àdire au niveau de la moitié attenante au corps 11 et à la céramique 17, là ou le taux de produits de combustion résiduels est faible.  The structure of the ignition device 5 offers a great possibility of choice as to the position of the corona discharge inside the prechamber. In particular, it is easy to ensure that the corona discharge takes place at one half before the prechamber 19, that is to say at the level of the half adjacent to the body 11 and to the ceramic 17, where the rate of residual combustion products is low.

En résumé, les défauts d'allumage constatés avec le système 3 sont rares, voire inexistants.  In summary, the ignition defects found with the system 3 are rare or nonexistent.

La durée d'une décharge corona dans la préchambre 19 peut être très inférieure à celle de la combustion du mélange combustible dans la chambre 2. Grâce à cela, il est possible de diminuer les variations cycliques au sein du moteur 1, ce qui est avantageux. En effet, pour une avance donnée, le temps entre la commande et l'allumage réel est plus court dans le cas d'un mode par décharge comme selon l'invention. Les fluctuations (en temps) sont éliminées ou du moins réduites du même facteur (si identique en % du délai d'initiation), ce qui réduit d'autant les fluctuations cycliques.  The duration of a corona discharge in the prechamber 19 can be much lower than that of the combustion of the fuel mixture in the chamber 2. Thanks to this, it is possible to reduce the cyclic variations within the engine 1, which is advantageous. . Indeed, for a given advance, the time between the command and the actual ignition is shorter in the case of a discharge mode as in the invention. Fluctuations (in time) are eliminated or at least reduced by the same factor (if identical as a% of the initiation delay), which reduces cyclical fluctuations accordingly.

L'emploi d'une décharge corona dans la préchambre 19 peut permettre d'améliorer la transition plasma-flamme. Lorsque tel est le cas, le rendement énergétique et donc la vitesse initiale d'éjection des gaz hors de la préchambre 19 sont augmentés. Le rendement énergétique est au moins deux fois supérieur pour une décharge type claquage (qualité de la conversion entre énergie électrique et énergie pour l'allumage).  The use of a corona discharge in the prechamber 19 can improve the plasma-flame transition. When this is the case, the energy efficiency and thus the initial speed of ejection of the gases out of the prechamber 19 are increased. The energy efficiency is at least two times higher for a breakdown type discharge (quality of the conversion between electrical energy and energy for ignition).

La tête 18 protège l'électrode 16 contre des souillures par du carburant liquide 31 injecté dans la chambre 2. La paroi interne de cette tête 18 est en outre à l'abri de telles souillures. Il s'ensuit un moindre encrassement du dispositif d'allumage 5 et une amélioration du démarrage à froid du moteur 1.  The head 18 protects the electrode 16 against contamination by liquid fuel 31 injected into the chamber 2. The inner wall of the head 18 is further protected from such contamination. This results in less fouling of the ignition device 5 and an improvement of the cold start of the engine 1.

Dans le cas d'une combustion stratifiée, l'injection de carburant sur la tête 18 chaude permet d'augmenter la robustesse du rapport avance à l'injection sur avance à l'allumage, par un effet de vaporisation du carburant à proximité de l'allumeur.  In the case of stratified combustion, the injection of fuel on the hot head 18 makes it possible to increase the robustness of the advance ratio to the injection on ignition advance, by a vaporization effect of the fuel near the ignition. igniter.

L'amélioration de la combustion grâce à l'utilisation du système d'allumage 3 permet d'améliorer la perméabilité au niveau de la culasse 10 en dégradant l'aérodynamique de la chambre 2, c'est-à-dire en acceptant que les écoulements au sein de cette chambre 2 soit moins optimisés.  The improvement of the combustion by the use of the ignition system 3 makes it possible to improve the permeability at the level of the cylinder head 10 by degrading the aerodynamics of the chamber 2, that is to say by accepting that the flows within this chamber 2 are less optimized.

Des essais ont montré que l'utilisation du dispositif d'allumage 5 a permis de réduire le phénomène de cliquetis rencontré avec les moteurs à injection directe de carburant.  Tests have shown that the use of the ignition device 5 has made it possible to reduce the rattling phenomenon encountered with direct injection engines.

Sur la figure 6 est représenté un dispositif d'allumage 105 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce qui suit, on ne décrira que ce qui distingue ce dispositif 105 du dispositif d'allumage 5. En outre, une référence utilisée ci-après pour désigner une partie du dispositif d'allumage 105 semblable ou équivalente à une partie référencée du dispositif 5 sera construite en augmentant de 100 la référence repérant cette partie sur l'allumeur 5.  FIG. 6 shows an ignition device 105 according to a second embodiment of the invention. In what follows, only what distinguishes this device 105 from the ignition device 5 will be described. In addition, a reference used hereinafter to designate a part of the ignition device 105 similar or equivalent to a referenced part of the device 5 will be constructed by increasing by 100 the reference identifying this part on igniter 5.

L'électrode 116 se termine non pas par une seule mais par plusieurs portions d'extrémité 122, dont chacune a sensiblement la même forme de pointe effilée que la portion 22 de l'électrode 16. Dans l'exemple représenté, les portions d'extrémité 122 sont au nombre de trois.  The electrode 116 ends not only with one but with several end portions 122, each of which has substantially the same tapered tip shape as the portion 22 of the electrode 16. In the example shown, the portions of FIG. end 122 are three in number.

Sur la figure 7 est représentée une tête 218 d'un dispositif d'allumage selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Cette tête 218 est semblable à la tête 18 sauf qu'il y est percé un trou traversant 220A suffisamment grand pour laisser passer un front de flamme originaire de la préchambre. De préférence, ce trou 220A a un diamètre supérieur à 1 mm et inférieur à 3 mm. D'autres trous 220B sont également percés dans la tête 218. Ils ont les mêmes dimensions que les trous 20 de la tête 18. Les trous 220A et 220B ont donc des diamètres compris entre 0, 5 et 3 mm. Avantageusement, il y a entre un et vingt trous 220B. Dans l'exemple représenté, il n'y a qu'un seul trou 220A, ce qui est la solution préférée. Toutefois, il peut également y en avoir plusieurs. Dans tous les cas, il est préféré qu'il y ait entre un et cinq trous 220A.  In Figure 7 is shown a head 218 of an ignition device according to a third embodiment of the invention. This head 218 is similar to the head 18 except that there is drilled a through hole 220A large enough to pass a flame front from the prechamber. Preferably, this hole 220A has a diameter greater than 1 mm and less than 3 mm. Other holes 220B are also drilled in the head 218. They have the same dimensions as the holes 20 of the head 18. The holes 220A and 220B therefore have diameters of between 0.5 and 3 mm. Advantageously, there is between one and twenty holes 220B. In the example shown, there is only one hole 220A, which is the preferred solution. However, there can also be several. In any case, it is preferred that there be between one and five holes 220A.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment. En particulier, elle peut être incorporée à des moteurs classiques ou bien a des moteurs avec ou sans suralimentation, tout en étant particulièrement intéressante dans le cas des moteurs fonctionnant avec un mélange pauvre, tels que les moteurs à injection directe. L'invention peut également être utilisée dans des moteurs diesel et dans des moteurs à combustion homogène diesel, qu'une suralimentation soit ou non prévue. De plus, le corps 11 et la tête 18 ou 218 peuvent être d'un seul tenant.  The invention is not limited to the embodiments described above. In particular, it can be incorporated in conventional engines or engines with or without supercharging, while being particularly interesting in the case of engines operating with a lean mixture, such as direct injection engines. The invention can also be used in diesel engines and in homogeneous diesel combustion engines, whether a supercharging is provided or not. In addition, the body 11 and the head 18 or 218 can be in one piece.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1. Système d'allumage d'un moteur à combustion interne (1), ce système d'allumage comprenant au moins un allumeur (16, 18; 116; 218), une préchambre (19) et au moins un trou (20, 21; 121; 220A, 2208) adapté pour mettre en communication cette préchambre (19) et une chambre de compression et de combustion (2) du moteur (1), caractérisé en ce que l'allumeur (16, 18; 116; 218) est configuré pour produire une décharge par claquage dans la préchambre (19).  An ignition system of an internal combustion engine (1), said ignition system comprising at least one igniter (16, 18; 116; 218), a prechamber (19) and at least one hole (20, 21; 121; 220A, 2208) adapted to put in communication this prechamber (19) and a compression and combustion chamber (2) of the engine (1), characterized in that the igniter (16, 18; 116; 218 ) is configured to produce a breakdown discharge in the prechamber (19). 2. Système d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décharge est produite pendant un temps inférieur à 10 ns.  2. Ignition system according to claim 1, characterized in that the discharge is produced for a time less than 10 ns. 3. Système d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la décharge est produite pendant un temps inférieur au temps nécessaire pour la formation d'un arc électrique.  3. Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the discharge is produced for a time less than the time required for the formation of an electric arc. 4. Système d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique de l'allumeur est configuré de manière à appliquer à l'allumeur une montée en tension ayant une durée inférieure à 100 ns.  Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the igniter power supply circuit is configured to apply to the igniter a voltage rise having a duration of less than 100 ns. 5. Système d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique de l'allumeur est configuré de manière à appliquer à l'allumeur une tension supérieure à 30 kV.  Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the igniter power supply circuit is configured to apply to the igniter a voltage greater than 30 kV. 6. Système d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique de l'allumeur est configuré de manière à appliquer à l'allumeur une tension sous forme d'impulsions.  Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the igniter power supply circuit is configured to supply the igniter with pulse voltage. 7. Système d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs trous (20, 21; 120, 121; 220A, 220B) adaptés pour mettre en communication la préchambre (19) et la chambre de compression et de combustion (2) du moteur (1).  7. Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of holes (20, 21; 120, 121; 220A, 220B) adapted to put in communication the prechamber (19) and the chamber of compression and combustion (2) of the engine (1). 8. Système d'allumage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'allumeur comporte une première électrode (16; 116) placée dans la préchambre (19) et une deuxième électrode (18; 218) qui entoure au moins une portion (22; 122) de la première électrode (16; 116).  Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the igniter comprises a first electrode (16; 116) placed in the antechamber (19) and a second electrode (18; at least one portion (22; 122) of the first electrode (16; 116). 9. Système d'allumage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première électrode (116) se termine par plusieurs pointes (122) situées à l'intérieur de la préchambre.  9. Ignition system according to claim 8, characterized in that the first electrode (116) terminates in several points (122) located inside the prechamber. 10. Système d'allumage selon revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que la deuxième électrode (18; 218) forme au moins une partie de la paroi périphérique de la préchambre (19).  10. Ignition system according to claim 8 or claim 9, characterized in that the second electrode (18; 218) forms at least a portion of the peripheral wall of the antechamber (19). 11. Système d'allumage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (4) d'alimentation électrique de l'allumeur (16, 18; 116; 218), ce circuit (4) étant configuré de manière à appliquer à l'allumeur une tension avec une durée de décharge inférieure à la durée nécessaire à la formation d'un arc électrique entre les première et deuxième électrodes (16, 18; 116, 218).  11. Ignition system according to any one of claims 8 to 10 characterized in that it comprises a circuit (4) for power supply of the igniter (16, 18; 116; 218), this circuit (4 ) being configured to apply to the igniter a voltage with a discharge duration shorter than the time required to form an electric arc between the first and second electrodes (16, 18; 116, 218). 12. Système d'allumage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte un corps (11) qui est pourvu de moyens (12, 5 14) pour son montage a joint étanche dans un trou (13) du moteur (1) et qui se prolonge par une paroi (18) délimitant au moins partiellement la préchambre (19), les première et deuxième électrodes (16, 18; 1 16; 218) étant configurées pour produire la décharge corona au niveau d'une moitie avant de la préchambre (19), c'est-à-dire de la moitié attenante audit corps (11).  12. Ignition system according to any one of claims 8 to 10 characterized in that it comprises a body (11) which is provided with means (12, 5 14) for mounting a seal in a hole (13). ) of the motor (1) and which is extended by a wall (18) defining at least partially the prechamber (19), the first and second electrodes (16, 18; 1 16; 218) being configured to produce the corona discharge at the half a front of the prechamber (19), that is to say half of the adjoining body (11). 13. Moteur à combustion interne, comprenant au moins: - une chambre de compression et de combustion (2) d'un mélange combustible, -un système d'admission (30) au moins d'un carburant (31) et d'un comburant du mélange combustible dans la chambre de compression et de combustion (2), et - un système d'évacuation de produits de combustion hors de la chambre de compression et de combustion (2), caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un système (3), selon l'une quelconque des revendications précédentes, d'allumage du mélange combustible dans la chambre de compression et de combustion (2).  13. Internal combustion engine, comprising at least: - a combustion chamber and combustion chamber (2) of a fuel mixture, -an admission system (30) of at least one fuel (31) and a fuel oxidant of the combustible mixture in the compression and combustion chamber (2), and - a combustion product evacuation system out of the compression and combustion chamber (2), characterized in that it is provided with a system (3) according to any one of the preceding claims for igniting the fuel mixture in the compression and combustion chamber (2). 14. Moteur à combustion interne selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est du type à injection directe du carburant (31) dans la chambre de compression et de combustion (2).  14. Internal combustion engine according to claim 13, characterized in that it is of the direct fuel injection type (31) in the compression chamber and combustion (2). 15. Moteur à combustion interne selon la revendication 14, caractérisé en ce que le système d'allumage (3) comporte une tête creuse (18; 218) qui délimite au moins partiellement la préchambre (19) et qui est percée dudit trou (20, 21; 120, 121; 220A, 220B), au moins une partie du carburant (31) injecté dans la chambre de compression et de combustion (2) décrivant une trajectoire sur laquelle cette tête creuse (18; 218) est disposée de manière à être mouillée par ce carburant (31) lors de son injection directe dans la chambre de compression et de combustion (2).  15. Internal combustion engine according to claim 14, characterized in that the ignition system (3) comprises a hollow head (18; 218) which at least partially delimits the antechamber (19) and which is pierced with said hole (20). , 21; 120, 121; 220A, 220B), at least a portion of the fuel (31) injected into the compression and combustion chamber (2) describing a path on which said hollow head (18; 218) is disposed to be wetted by this fuel (31) during its direct injection into the compression chamber and combustion (2). 16. Procédé d'allumage d'un moteur à combustion interne selon lequel: a) on introduit du carburant (31) et du comburant dans une chambre de compression et de compression (2), et b) on enflamme le mélange dans une préchambre avec un système  16. A method of igniting an internal combustion engine according to which: a) fuel (31) and oxidant are introduced into a compression and compression chamber (2), and (b) the mixture is ignited in a prechamber with a system d'allumage selon l'une des revendications 1 à 12.  ignition device according to one of claims 1 to 12. 17. Procédé d'allumage selon la revendication 16, caractérisé en ce que le mélange comporte des gaz recyclés.  17. The ignition method according to claim 16, characterized in that the mixture comprises recycled gases.
FR0505588A 2005-06-02 2005-06-02 SYSTEM AND METHOD FOR IGNITING INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE Expired - Fee Related FR2886689B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0505588A FR2886689B1 (en) 2005-06-02 2005-06-02 SYSTEM AND METHOD FOR IGNITING INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0505588A FR2886689B1 (en) 2005-06-02 2005-06-02 SYSTEM AND METHOD FOR IGNITING INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2886689A1 true FR2886689A1 (en) 2006-12-08
FR2886689B1 FR2886689B1 (en) 2010-12-17

Family

ID=35539602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0505588A Expired - Fee Related FR2886689B1 (en) 2005-06-02 2005-06-02 SYSTEM AND METHOD FOR IGNITING INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2886689B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8191530B2 (en) 2008-07-22 2012-06-05 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Device for igniting a fuel/air mixture
AT508475B1 (en) * 2009-03-26 2012-12-15 Inocon Technologie Gmbh PISTON ENGINE WITH PLASMA INJECTION DRIVE
US20130104827A1 (en) * 2010-05-27 2013-05-02 Pascal Woerner Laser-induced spark ignition for an internal combustion engine
EP2927458A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-07 Caterpillar Energy Solutions GmbH Pre-chamber with flow transfer passages
WO2016075361A1 (en) 2014-11-12 2016-05-19 Wärtsilä Finland Oy Lean-burn internal combustion gas engine provided with a dielectric barrier discharge plasma ignition device within a combustion prechamber
WO2016075358A1 (en) 2014-11-12 2016-05-19 Wärtsilä Finland Oy A prechamber assembly adaptable in a cylinder head of an internal combustion engine and a cylinder head
WO2016075357A1 (en) 2014-11-12 2016-05-19 Wärtsilä Finland Oy An ignition assembly and a method of igniting a combustible fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion piston engine
WO2017093598A1 (en) 2015-12-04 2017-06-08 Wärtsilä Finland Oy A microwave plasma ignition assembly
CN108779702A (en) * 2015-10-08 2018-11-09 康明斯公司 Pre-burning chamber component
US20200182217A1 (en) * 2018-12-10 2020-06-11 GM Global Technology Operations LLC Combustion ignition devices for an internal combustion engine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110714867B (en) * 2019-11-21 2021-03-16 清华大学 Ignition device, combustion system and combustion method of internal combustion engine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3892991A (en) * 1974-07-01 1975-07-01 Don C Joslyn Straticharge injector spark plug
US4219001A (en) * 1976-09-30 1980-08-26 Tokai Trw & Co. Ltd. Method and apparatus for accumulating fuel particles in a portion of a combustion chamber
US4613789A (en) * 1983-12-24 1986-09-23 Robert Bosch Gmbh Spark plug with capacitor spark discharge
US4658185A (en) * 1983-10-25 1987-04-14 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Arrangement for the ignition of ignitable mixtures
WO1998045588A1 (en) * 1997-04-10 1998-10-15 Reinhard Latsch Internal combustion engine and ignition and combustion method in an internal combustion engine
WO2000075505A1 (en) * 1999-06-09 2000-12-14 Cummins Engine Company, Inc. System for controlling ignition energy of an internal combustion engine
EP1464804A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-06 Peugeot Citroen Automobiles S.A. Internal combustion engine having pre-chamber and spark ignition

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3892991A (en) * 1974-07-01 1975-07-01 Don C Joslyn Straticharge injector spark plug
US4219001A (en) * 1976-09-30 1980-08-26 Tokai Trw & Co. Ltd. Method and apparatus for accumulating fuel particles in a portion of a combustion chamber
US4658185A (en) * 1983-10-25 1987-04-14 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Arrangement for the ignition of ignitable mixtures
US4613789A (en) * 1983-12-24 1986-09-23 Robert Bosch Gmbh Spark plug with capacitor spark discharge
WO1998045588A1 (en) * 1997-04-10 1998-10-15 Reinhard Latsch Internal combustion engine and ignition and combustion method in an internal combustion engine
WO2000075505A1 (en) * 1999-06-09 2000-12-14 Cummins Engine Company, Inc. System for controlling ignition energy of an internal combustion engine
EP1464804A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-06 Peugeot Citroen Automobiles S.A. Internal combustion engine having pre-chamber and spark ignition

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KETTNER M., FISCHER J., NAUWERCK A., TRIBULOWSKI J., SPICHER U., VELJI A., KUHNERT D, LATSCH R.: "The BPI Flame Jet Concept to Improve the Inflammation of Lean Burn Mixtures in Spark Ignited Engines", SAE TECHNICAL, no. 2004-01-0035, 8 March 2004 (2004-03-08), Detroit, MI (US), XP002364048 *
RWTH AACHEN: "Sonderforschungsbereich 224 " Motorische Verbrennung": 3.2 Zündung", INTERNET ARTICLE, XP002364047, Retrieved from the Internet <URL:http://www.vka.rwth-aachen.de/sfb_224/Kapitel/pdf/kap3_2.pdf> [retrieved on 20050127] *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8191530B2 (en) 2008-07-22 2012-06-05 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Device for igniting a fuel/air mixture
AT508475B1 (en) * 2009-03-26 2012-12-15 Inocon Technologie Gmbh PISTON ENGINE WITH PLASMA INJECTION DRIVE
US20130104827A1 (en) * 2010-05-27 2013-05-02 Pascal Woerner Laser-induced spark ignition for an internal combustion engine
EP2927458A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-07 Caterpillar Energy Solutions GmbH Pre-chamber with flow transfer passages
WO2016075361A1 (en) 2014-11-12 2016-05-19 Wärtsilä Finland Oy Lean-burn internal combustion gas engine provided with a dielectric barrier discharge plasma ignition device within a combustion prechamber
WO2016075358A1 (en) 2014-11-12 2016-05-19 Wärtsilä Finland Oy A prechamber assembly adaptable in a cylinder head of an internal combustion engine and a cylinder head
WO2016075357A1 (en) 2014-11-12 2016-05-19 Wärtsilä Finland Oy An ignition assembly and a method of igniting a combustible fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion piston engine
CN108779702A (en) * 2015-10-08 2018-11-09 康明斯公司 Pre-burning chamber component
EP3359789A4 (en) * 2015-10-08 2019-03-20 Cummins, Inc. Pre-chamber assembly
US10883413B2 (en) 2015-10-08 2021-01-05 Cummins Inc. Pre-chamber assembly
WO2017093598A1 (en) 2015-12-04 2017-06-08 Wärtsilä Finland Oy A microwave plasma ignition assembly
US20200182217A1 (en) * 2018-12-10 2020-06-11 GM Global Technology Operations LLC Combustion ignition devices for an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
FR2886689B1 (en) 2010-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2886689A1 (en) Internal combustion engine ignition system for e.g. aircraft, has hollow body, and head forming electrode which surrounds end portion so that corona discharge takes place in precombustion chamber between head and central electrode
EP3560049B1 (en) Spark plug with electrode-shuttle
EP1556932B1 (en) Precombustion chamber ignition device made of a material with high thermal conductivity for an internal combustion engine, and precombustion chamber igniter
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
FR2846046A1 (en) Ignition device for an internal combustion engine, incorporating a precombustion chamber separated from the main combustion chamber by a head incorporating some passages
WO2004036009A2 (en) Direct injection and precombustion chamber spark internal combustion engine, ignition method and application
FR2873763A1 (en) Ignition device for e.g. diesel engine, has laser type spark plug, laser source and polarization unit to ignite reagents to permit passage of unstable components of combustion of reagents in pre-combustion chamber to main combustion chamber
EP1464804B1 (en) Internal combustion engine having pre-chamber and spark ignition
EP1187982B1 (en) Device for injecting a fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine cylinder
EP3985813A1 (en) Spark plug for controlled ignition motor
FR2755546A1 (en) SPARK PLUG TO PRODUCE AN IGNITION SPARK THAT GETS BETWEEN TWO ELECTRODES
EP3408522B1 (en) Injection element having an ignition device
FR2862347A1 (en) Cylinder head for internal combustion engine has holder with orientation device for arranging earth electrode for ignition plug in predefined installation position in combustion chamber
WO2000008317A1 (en) Device and method for igniting an internal combustion engine and corresponding separating wall
EP1202411B1 (en) Gliding discharge spark plug with radial spark
FR2919967A1 (en) PLASMA IGNITION CANDLE
EP4103824B1 (en) Valve-controlled ignition pre-chamber with reversed combustion
FR2814288A1 (en) Spark plug, for internal combustion engines, uses cylindrical enclosure for spark gap with holes arranged in a conical format to allow mixture to reach spark gap
WO2001006609A1 (en) Spark plug with surface effect
WO2000063554A1 (en) Ignition device for an internal combustion engine and spark plug for the implementation of said device
FR2743109A1 (en) Controlled ignition I.C. engine, with spark produced in pre-combustion chamber
FR3114614A1 (en) Pre-chamber ignition device for a positive-ignition internal combustion engine
EP4277051A1 (en) Spark plug for spark ignition engine
WO1991000680A1 (en) Methods for generating plasma and producing ozone
FR2860835A1 (en) Unburned hydrocarbons oxidizing device for internal combustion engine, has electrode insulated by friction lining made of dielectric material and placed adjacent to pistons upper surface when piston is in top/bottom dead center

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20120229