FR2974230A1 - Bobine d'allumage et procede de fabrication correspondant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une bobine d'allumage (22) pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, ladite bobine d'allumage (22) comprenant un enroulement primaire (24) et un enroulement secondaire (26) imbriqués l'un dans l'autre en projection axiale de façon à ce qu'un courant électrique circulant dans l'un induise un courant électrique dans l'autre. La bobine d'allumage est caractérisée en ce qu'elle comprend un corps (28) en un matériau diélectrique surmoulant l'enroulement primaire (24), l'enroulement secondaire (26) étant enroulé sur ledit corps (28).
Description
1 Bobine d'allumage et procédé de fabrication correspondant La présente invention concerne une bobine d'allumage pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, notamment un moteur à allumage commandé par l'intermédiaire de bougies. Elle concerne également un procédé de fabrication d'une telle bobine d'allumage. Chaque bougie est équipée d'une bobine, dite d'allumage, apte à lui fournir, à partir d'une source d'énergie électrique basse tension, une énergie haute tension nécessaire pour la production d'une étincelle d'allumage entre les électrodes de la bougie à l'intérieur de la chambre de combustion d'un cylindre du moteur. Dans l'état de la technique, il est connu des bobines d'allumage comprenant un enroulement primaire et un enroulement secondaire générant des flux magnétiques coaxiaux. Les deux enroulements sont assemblés pour permettre la transmission d'énergie d'un enroulement à l'autre. Généralement, après l'assemblage des enroulements, un remplissage de résine est réalisé entre les deux enroulements afin d'isoler, en particulier, la haute tension. Ces bobines de l'état de la technique présentent un encombrement et un coût élevés.
La présente invention vise à améliorer la situation. A cet effet, l'invention concerne tout d'abord une bobine d'allumage pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, ladite bobine d'allumage comprenant un enroulement primaire et un enroulement secondaire imbriqués l'un dans l'autre en projection axiale de façon à ce qu'un courant électrique circulant dans l'un induise un courant électrique dans l'autre. La bobine d'allumage comprend un corps en un matériau diélectrique surmoulant l'enroulement primaire, l'enroulement secondaire étant enroulé sur ledit corps. Contrairement à la bobine de l'état de la technique, la bobine de l'invention ne comprend pas de résine rapportée entre les deux enroulements. Cette bobine présente ainsi un moindre encombrement que la bobine de l'état de la technique. Le corps en matériau diélectrique présente la double fonction d'isolation électrique et de constitution d'un bobinot pour l'enroulement secondaire.
2 On entend par projection axiale la projection selon l'axe des enroulements sur un plan perpendiculaire à cet axe. Selon une première variante de réalisation préférée, les deux enroulements sont coaxiaux et imbriqués l'un dans l'autre, tels les enroulements 102, 104 sur la figure 6.
Selon une deuxième variante de réalisation, les deux enroulements sont imbriqués l'un dans l'autre et radialement désaxés, tels les enroulements 106, 108 sur la figure 7. Selon une troisième variante de réalisation, les deux enroulements sont dans le prolongement d'un de l'autre. Ils ne sont plus l'un dans l'autre, tels les enroulements 110, 112 sur la figure 8. Les deux enroulements peuvent donc être coaxiaux ou radialement désaxés. Ils peuvent être imbriqués totalement, partiellement ou dans le prolongement l'un de l'autre.Avantageusement, le matériau diélectrique est un plastique ayant une résistivité diélectrique supérieure à 25 kV/mm.
Le plastique présente l'avantage d'être moins cher que la résine utilisée dans l'état de la technique. De préférence, le matériau diélectrique comprend entre 5 et 50% de fibres de verre. Avantageusement, le matériau diélectrique comprend du PBT (téréphtalate de polybutylène ou "PolyButylene Terephthalate" en anglais) ou du polyamide. Ces matériaux présentent l'avantage d'être résistants aux agressions extérieures provenant de l'environnement moteur. Selon une réalisation préférée, l'enroulement primaire est formé par un fil de section comprise entre 0,1 et 1 mm, par exemple égale à 0,5 mm. II est destiné à être connecté à un réseau de bord du véhicule. L'enroulement secondaire comprend un nombre de spires plus élevé que celui de l'enroulement primaire, notamment environ cent fois plus élevé. De préférence, l'enroulement secondaire est formé par un fil de section comprise entre 20 et 120 pm. Plus le fil a une section élevée, moins il est sensible au surmoulage.
3 Le fil de l'enroulement primaire étant plus résistant que celui de l'enroulement secondaire, il y a peu de risque d'agression de ce fil par le surmoulage de l'enroulement primaire. Avantageusement, le corps épouse l'enroulement primaire sur une face interne et définit une pluralité de galettes sur une face externe. Lesdites galettes servent au bobinage de l'enroulement secondaire. L'invention concerne également un système d'allumage pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, comprenant une bobine d'allumage selon l'invention.
Un tel système d'allumage est par exemple une rampe d'allumage ou un système à bobine champignon ("top plug coil" en anglais) ou un système à bobine crayon ("pencil coil" en anglais). L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une bobine d'allumage pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, comprenant les étapes de: - formation d'un enroulement primaire ; - surmoulage de l'enroulement primaire par un matériau diélectrique pour former un corps surmoulé sur l'enroulement primaire; - formation d'un enroulement secondaire sur ledit corps surmoulé de manière à disposer d'un enroulement primaire et d'un enroulement secondaire imbriqués l'un dans l'autre en projection axiale de façon à ce qu'un courant électrique circulant dans l'un induise un courant électrique dans l'autre. Le surmoulage de matériau diélectrique est plus simple et plus rapide que le remplissage mis en oeuvre dans le procédé de l'état de la technique.
Des modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits de façon plus précise, mais non limitative, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une bobine d'allumage de l'état de la technique ; - la figure 2 est un organigramme illustrant les étapes du procédé de fabrication de la bobine d'allumage de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une bobine d'allumage selon un mode de réalisation de l'invention ;
4 - la figure 4 est une vue en coupe de la bobine d'allumage de la figure 3 ; - la figure 5 est un organigramme illustrant les étapes du procédé de fabrication de la bobine d'allumage de la figure 3 selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 illustre l'agencement des enroulements de la bobine selon une première variante de réalisation ; - la figure 7 illustre l'agencement des enroulements de la bobine selon une deuxième variante de réalisation ; et - la figure 8 illustre l'agencement des enroulements de la bobine selon une troisième variante de réalisation.
La figure 1 est une vue en perspective éclatée représentant une bobine d'allumage 2 de l'état de la technique. La bobine d'allumage 2 comprend un enroulement primaire 4 et un enroulement secondaire 6. Leur assemblage ici de manière coaxiale autour d'un noyau magnétique (non représenté) permet un transfert d'énergie d'un enroulement à l'autre lors du passage de courant électrique dans les enroulements primaire 4 et secondaire 6, par l'intermédiaire du champs magnétique créé. L'organigramme de la figure 2 illustre les étapes du procédé de fabrication de la bobine d'allumage 2. Aux étapes 8 et 10, des bobinots de l'enroulement primaire 4 et de l'enroulement secondaire 6 sont respectivement moulés. Aux étapes 12 et 14, l'enroulement primaire 4 et l'enroulement secondaire 6 sont respectivement bobinés. A l'étape 16, l'enroulement primaire 4 et l'enroulement secondaire 6 sont assemblés de sorte que leurs flux magnétiques soient coaxiaux.
Lors d'une étape 18, le remplissage de la bobine d'allumage 2, préalablement disposée dans un boîtier, par une résine est préparé. Pour cela, la résine est dégazée et mélangée. Ensuite, le remplissage de la résine entre l'enroulement primaire 4 et l'enroulement secondaire 6 est mis en oeuvre à l'étape 20. Cette mise en oeuvre comprend des opérations d'oxygénation, de cuisson, de coulée et de polymérisation. La présente invention propose une bobine d'allumage de moindre encombrement et de moindre coût que la bobine 2 de l'état de la technique. La figure 3 est une vue en perspective d'un exemple de bobine d'allumage 22 selon l'invention. La bobine d'allumage 22 comprend un enroulement primaire 24 et un enroulement secondaire 26. Dans l'exemple de bobine 22 représenté, les enroulements 5 primaire 24 et secondaire 26 sont imbriqués l'un dans l'autre et coaxiaux. L'enroulement primaire 24 est formé par un fil de section comprise entre 0,1 et 1 mm, alors que l'enroulement secondaire 26 est formé par un fil de section comprise entre 20 et 120 pm. Dans un exemple particulier, l'enroulement primaire 24 est formé par un fil de section égale à 0,5 mm.
De manière remarquable, la bobine d'allumage 22 comprend un corps 28 surmoulant l'enroulement primaire 24, l'enroulement secondaire 26 étant enroulé autour du corps 28. Le corps 28 est formé d'un matériau diélectrique, typiquement un plastique ayant une résistivité diélectrique supérieure à 25 kV/mm, de préférence supérieure à 33 kV/mm. Dans un exemple particulier, le plastique utilisé comprend notamment du PBT et entre 5 et 50% de fibres de verre. La structure détaillée de la bobine d'allumage 22 apparaît plus clairement sur la vue en coupe de la figure 4. La bobine d'allumage 22 comprend, en son centre, un noyau magnétique 30. Le noyau 30 est formé, de manière conventionnelle, par un empilement de tôles. Le noyau 30 est situé dans un bobinot primaire 32 autour duquel est enroulé l'enroulement primaire 24 Le corps 28 surmoule l'enroulement primaire 24. Avec ce surmoulage, le corps 28 épouse l'enroulement primaire 24 sur une face interne. Selon une réalisation particulière, le corps 28 définit une pluralité de galettes sur une face externe constituant ainsi un bobinot secondaire autour duquel est formé l'enroulement secondaire 26. La figure 5 illustre les étapes du procédé de fabrication de la bobine d'allumage 22. Tout d'abord, un moulage du bobinot primaire 32 est réalisé à l'étape 40 de manière conventionnelle. Ensuite, à l'étape 42, l'enroulement primaire 24 est formé autour du bobinot primaire 32.
6 A l'étape 44, l'ensemble bobinot primaire 32 et enroulement primaire 24 est surmoulé par un matériau diélectrique, notamment un plastique, pour former le corps 28. Le corps 28 est le matériau surmoulé sur l'enroulement primaire 32. Puis, à l'étape 46, l'enroulement secondaire 26 est formé autour du corps 28.
Ensuite, l'ensemble formé du bobinot primaire 32, de l'enroulement primaire 24, du corps 28 et de l'enroulement secondaire 26 subit des étapes pour obtenir une bobine d'allumage 22. Par exemple, l'ensemble subit, de manière conventionnelle, les étapes 18 et 20 du procédé de l'état de la technique. L'ensemble est disposé dans un boîtier à l'intérieur duquel l'enroulement secondaire sera revêtu d'un matériau diélectrique. Cependant, ce dernier n'ayant pas à s'infiltrer entre le bobinot secondaire et le bobinot primaire, cette étape pourra être simplifiée par rapport aux étapes de résinage des procédés antérieurs. De manière remarquable, ce procédé permet d'avoir une bobine présentant un faible encombrement et un coût moindre que la bobine de l'état de la technique étant donné qu'il n'y a pas de remplissage de résine entre les deux enroulements. La bobine d'allumage 22 ainsi formée peut être intégrée dans un système d'allumage (non représenté), du type rampe d'allumage ou système à bobine champignon ("top plug coil" en anglais) ou système à bobine crayon.
Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore sont envisageables. Par exemple, la bobine de l'invention peut être de type jumostatique permettant d'équiper deux bougies à la fois.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Bobine d'allumage (22) pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, ladite bobine d'allumage (22) comprenant un enroulement primaire (24) et un enroulement secondaire (26) imbriqués l'un dans l'autre en projection axiale de façon à ce qu'un courant électrique circulant dans l'un induise un courant électrique dans l'autre, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps (28) en un matériau diélectrique surmoulant l'enroulement primaire (24), l'enroulement secondaire (26) étant enroulé sur ledit corps (28).
- 2. Bobine d'allumage (22) selon la revendication 1, dans laquelle le matériau diélectrique est un plastique ayant une résistivité diélectrique supérieure à 25 kV/mm.
- 3. Bobine d'allumage (22) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le matériau diélectrique comprend entre 5 et 50% de fibres de verre.
- 4. Bobine d'allumage (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau diélectrique comprend du PBT ou du polyamide.
- 5. Bobine d'allumage (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'enroulement primaire (24) est formé par un fil de section comprise entre 0,1 et 1 mm.
- 6. Bobine d'allumage (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'enroulement primaire (24) est formé par un fil de section égale à 0,5 mm.
- 7. Bobine d'allumage (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'enroulement secondaire (26) est formé par un fil de section comprise entre 20 et 120 pm. 8
- 8. Bobine d'allumage (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps (28) épouse l'enroulement primaire (24) sur une face interne et définit une pluralité de galettes sur une face externe.
- 9. Système d'allumage pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, comprenant une bobine d'allumage (22) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
- 10. Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage (22) pour une bougie de moteur thermique à combustion interne, comprenant les étapes de : - formation (40,42) d'un enroulement primaire (24); - surmoulage (44) de l'enroulement primaire (24) par un matériau diélectrique pour former un corps (28) surmoulé sur l'enroulement primaire (24) ; - formation (46) d'un enroulement secondaire (26) sur ledit corps (28) surmoulé de manière à disposer d'un enroulement primaire et d'un enroulement secondaire imbriqués l'un dans l'autre en projection axiale de façon à ce qu'un courant électrique circulant dans l'un induise un courant électrique dans l'autre .
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