FR3049780A1 - METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING A SEMICONDUCTOR IGNITION CANDLE - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING A SEMICONDUCTOR IGNITION CANDLE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3049780A1 FR3049780A1 FR1652735A FR1652735A FR3049780A1 FR 3049780 A1 FR3049780 A1 FR 3049780A1 FR 1652735 A FR1652735 A FR 1652735A FR 1652735 A FR1652735 A FR 1652735A FR 3049780 A1 FR3049780 A1 FR 3049780A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- spark plug
- electrode
- semiconductor element
- orifice
- block
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
- H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
- H01T21/04—Cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
- H01T13/38—Selection of materials for insulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/52—Sparking plugs characterised by a discharge along a surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Pour régénérer une bougie d'allumage à semi-conducteur (10) comprenant deux bornes (12, 14), et une tête (16) comportant deux électrodes de bougie (18, 20) respectivement reliées aux deux bornes et séparées l'une de l'autre par un élément semi-conducteur (22), dans laquelle l'élément semi-conducteur est isolé électriquement de l'une des électrodes de bougie (18) par une couche d'oxydation (60), il est proposé un procédé comprenant une première étape consistant à relier électriquement l'élément semi-conducteur (22) à l'électrode de bougie (18), une deuxième étape consistant à appliquer une tension entre la première borne (12) et la deuxième borne (14) de manière à générer des décharges électriques au niveau de la tête (16), et une troisième étape consistant à obtenir une bougie d'allumage à semi-conducteur (10) régénérée. Il est également proposé un dispositif (70) permettant la mise en œuvre du procédé.To regenerate a semiconductor spark plug (10) comprising two terminals (12, 14), and a head (16) having two spark plug electrodes (18, 20) respectively connected to the two terminals and separated one from the other by a semiconductor element (22), in which the semiconductor element is electrically isolated from one of the spark plug electrodes (18) by an oxidation layer (60), a method is proposed comprising a first step of electrically connecting the semiconductor element (22) to the spark plug electrode (18), a second step of applying a voltage between the first terminal (12) and the second terminal (14) of in order to generate electric discharges at the head (16), and a third step of obtaining a regenerated semiconductor spark plug (10). There is also provided a device (70) for implementing the method.
Description
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR LA RÉGÉNÉRATION D'UNE BOUGIE D'ALLUMAGE À SEMI-METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING SEMI-IGNITION CANDLE
CONDUCTEURDRIVER
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention se rapporte au domaine des bougies d'allumage équipant les turbomachines servant à la propulsion des aéronefs. L'invention concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif destinés à régénérer une bougie d'allumage à semi-conducteur.The present invention relates to the field of spark plugs equipping the turbomachines used for the propulsion of aircraft. The invention more particularly relates to a method and a device for regenerating a semiconductor spark plug.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART
Les bougies d'allumage à semi-conducteur sont largement utilisées pour initier la combustion du mélange d'air et de carburant au sein des chambres de combustion des turbomachines d'aéronef.The semiconductor spark plugs are widely used to initiate combustion of the air and fuel mixture within the combustion chambers of aircraft turbomachines.
Il s'agit de bougies comportant une électrode centrale, une électrode de masse entourant l'électrode centrale, et un élément semi-conducteur, de forme annulaire, interposé entre les deux électrodes de manière à être électriquement en contact avec chacune des électrodes.These are candles having a central electrode, a ground electrode surrounding the central electrode, and an annular semiconductor element interposed between the two electrodes so as to be electrically in contact with each of the electrodes.
Lorsque qu'une tension suffisante est appliquée aux bornes d'une telle bougie d'allumage, un faible courant électrique parcourt l'élément semi-conducteur, indépendamment de la pression environnante. Ce courant électrique favorise l'ionisation du mélange d'air et de carburant près de l'élément semi-conducteur et permet ainsi la formation d'arcs électriques entre les deux électrodes.When sufficient voltage is applied across such a spark plug, a small electrical current flows through the semiconductor element, regardless of the surrounding pressure. This electric current promotes the ionization of the mixture of air and fuel near the semiconductor element and thus allows the formation of electric arcs between the two electrodes.
Les bougies d'allumage de ce type présentent ainsi l'avantage de pouvoir être alimentées sous des tensions relativement basses, typiquement de l'ordre de 3 kV. La tension requise pour l'alimentation d'une telle bougie est en outre indépendante de la pression interne de la chambre de combustion.Spark plugs of this type thus have the advantage of being able to be powered at relatively low voltages, typically of the order of 3 kV. The voltage required for the supply of such a candle is furthermore independent of the internal pressure of the combustion chamber.
Toutefois, l'extrémité de chaque électrode qui débouche dans la chambre de combustion est susceptible de s'oxyder progressivement au fil de l'utilisation du moteur, d'autant plus que le moteur soumet la tête de la bougie d'allumage à un phénomène de cyclage thermique. Ce problème d'oxydation concerne en général plus spécifiquement l'électrode de masse.However, the end of each electrode that opens into the combustion chamber is likely to gradually oxidize over the use of the engine, especially since the engine subjects the head of the spark plug to a phenomenon thermal cycling. This oxidation problem generally relates more specifically to the mass electrode.
Une couche d'oxydation se forme ainsi progressivement entre l'électrode concernée par l'oxydation et l'élément semi-conducteur. Après s'être suffisamment développée, la couche d'oxydation interrompt totalement le contact électrique entre l'électrode concernée et l'élément semi-conducteur. La bougie d'allumage, devenue inopérante, est alors mise au rebut et remplacée par une bougie neuve.An oxidation layer is thus gradually formed between the electrode concerned by the oxidation and the semiconductor element. After having developed sufficiently, the oxidation layer totally interrupts the electrical contact between the electrode concerned and the semiconductor element. The spark plug, which has become inoperative, is then discarded and replaced by a new spark plug.
Ce phénomène d'oxydation tend donc à raccourcir la durée de vie des bougies et occasionne ainsi des surcoûts de maintenance considérables.This oxidation phenomenon therefore tends to shorten the lifetime of the candles and thus causes considerable additional maintenance costs.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ce problème.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims in particular to provide a simple, economical and effective solution to this problem.
Elle propose à cet effet un procédé de régénération d'une bougie d'allumage à semi-conducteur comprenant deux bornes, et une tête comportant deux électrodes de bougie respectivement reliées aux deux bornes et séparées l'une de l'autre par un élément semi-conducteur, dans laquelle l'élément semi-conducteur est isolé électriquement de l'une des électrodes de bougie par une couche d'oxydation, le procédé comprenant : - une première étape consistant à relier électriquement l'élément semi-conducteur à l'électrode de bougie dont l'élément semi-conducteur est isolé électriquement par la couche d'oxydation, - une deuxième étape consistant à appliquer une tension entre la première borne et la deuxième borne de manière à générer des décharges électriques au niveau de la tête, et - une troisième étape consistant à obtenir une bougie d'allumage à semi-conducteur régénérée.To this end, it proposes a method for regenerating a semiconductor spark plug comprising two terminals, and a head comprising two spark plug electrodes respectively connected to the two terminals and separated from each other by a semi-solid element. -conductor, wherein the semiconductor element is electrically isolated from one of the spark plug electrodes by an oxidation layer, the method comprising: - a first step of electrically connecting the semiconductor element to the spark plug electrode whose semiconductor element is electrically insulated by the oxidation layer, - a second step of applying a voltage between the first terminal and the second terminal so as to generate electric discharges at the head, and a third step of obtaining a regenerated semiconductor spark plug.
Il est en effet apparu qu'après avoir rétabli la liaison électrique entre l'élément semi-conducteur et l'électrode de bougie concernée par l'oxydation, non seulement la bougie d'allumage redevient opérante, mais de surcroît, et de manière surprenante, le fait de générer des décharges électriques au niveau de la tête de la bougie provoque l'effritement de la couche d'oxydation, et permet ainsi de régénérer la bougie d'allumage, c'est-à-dire de la rendre de nouveau fonctionnelle.It has indeed appeared that after restoring the electrical connection between the semiconductor element and the spark plug electrode concerned by the oxidation, not only the spark plug becomes operative, but moreover, and surprisingly , the fact of generating electric discharges at the head of the candle causes the crumbling of the oxidation layer, and thus allows to regenerate the spark plug, that is to say to make it again functional.
De préférence, la première étape comporte : - une première sous-étape consistant à mettre à disposition un dispositif, comprenant au moins une première électrode de dispositif et au moins une seconde électrode de dispositif reliée électriquement à ladite au moins une première électrode de dispositif, et - une deuxième sous-étape consistant à positionner la bougie d'allumage par rapport au dispositif de manière à mettre ladite au moins une première électrode de dispositif en contact avec l'électrode de bougie dont l'élément semi-conducteur est isolé électriquement par la couche d'oxydation et à mettre ladite au moins une seconde électrode de dispositif en contact avec l'élément semi-conducteur, et la troisième étape consiste à séparer la bougie d'allumage du dispositif. L'utilisation d'un tel dispositif permet une mise en oeuvre aisée du procédé dans un contexte industriel, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.Preferably, the first step comprises: - a first substep of providing a device, comprising at least a first device electrode and at least a second device electrode electrically connected to said at least a first device electrode, and a second substep of positioning the spark plug relative to the device so as to bring said at least one first device electrode into contact with the spark plug electrode whose semiconductor element is electrically insulated by the oxidation layer and placing said at least one second device electrode in contact with the semiconductor element, and the third step is to separate the spark plug from the device. The use of such a device allows easy implementation of the process in an industrial context, as will become clearer in what follows.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention : l'électrode de bougie dont l'élément semi-conducteur est isolé électriquement par la couche d'oxydation s'étend autour de l'autre électrode de bougie, le dispositif comporte un bloc formant ladite au moins une première électrode de dispositif et présentant un orifice dans lequel s'étend ladite au moins une seconde électrode de dispositif, et la deuxième sous-étape comporte l'insertion de la tête dans l'orifice du bloc jusqu'à ce que ladite au moins une seconde électrode de dispositif entre en contact avec l'élément semi-conducteur.In a preferred embodiment of the invention: the spark plug electrode whose semiconductor element is electrically insulated by the oxidation layer extends around the other spark plug electrode, the device comprises a block forming said at least one first device electrode and having an orifice in which said at least one second device electrode extends, and the second substep comprises inserting the head into the orifice of the block until said at least one second device electrode contacts the semiconductor element.
De préférence, le dispositif comporte en outre un organe de serrage monté déplaçable par rapport au bloc, et la deuxième sous-étape comporte en outre le déplacement de l'organe de serrage, depuis une position de repos dans laquelle l'organe de serrage autorise le déplacement de la bougie d'allumage par rapport au bloc, jusque dans une position de service dans laquelle l'organe de serrage garantit un contact électrique entre le bloc et l'électrode de bougie dont l'élément semi-conducteur est isolé électriquement par la couche d'oxydation.Preferably, the device further comprises a clamping member movably mounted relative to the block, and the second sub-step further comprises the displacement of the clamping member from a rest position in which the clamping member allows the displacement of the spark plug with respect to the block, into a service position in which the clamping member ensures an electrical contact between the block and the spark plug electrode whose semiconductor element is electrically isolated by the oxidation layer.
De préférence, la deuxième étape est mise en oeuvre au moyen d'un boitier d'allumage de turbomachine.Preferably, the second step is implemented by means of a turbomachine ignition box.
Par ailleurs, le nombre des décharges électriques provoquées dans la deuxième étape est par exemple de plusieurs dizaines. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé du type décrit ci-dessus, comprenant au moins une première électrode de dispositif et au moins une seconde électrode de dispositif reliées électriquement l'une à l'autre et agencées pour pouvoir relier électriquement l'élément semi-conducteur à l'électrode de bougie dont l'élément semi-conducteur est isolé électriquement par la couche d'oxydation.Moreover, the number of electric discharges caused in the second step is for example several tens. The invention also relates to a device for implementing a method of the type described above, comprising at least a first device electrode and at least a second device electrode electrically connected to one another and arranged to be able to electrically connect the semiconductor element to the spark plug electrode whose semiconductor element is electrically insulated by the oxidation layer.
De préférence, le dispositif comporte un bloc formant ladite au moins une première électrode de dispositif et présentant un orifice dans lequel s'étend ladite au moins une seconde électrode de dispositif, l'orifice étant apte à loger au moins une partie d'extrémité de la tête de la bougie d'allumage.Preferably, the device comprises a block forming said at least one first device electrode and having an orifice in which said at least one second device electrode extends, the orifice being able to accommodate at least one end portion of the head of the spark plug.
De préférence, l'orifice du bloc est en forme de cylindre de révolution, et le bloc présente une paroi formant un fond de l'orifice et à partir de laquelle s'étend ladite au moins une seconde électrode de dispositif.Preferably, the orifice of the block is in the form of a cylinder of revolution, and the block has a wall forming a bottom of the orifice and from which extends said at least one second device electrode.
De préférence, le dispositif comporte en outre un organe de serrage monté dans le bloc de sorte qu'une extrémité de l'organe de serrage puisse faire saillie dans l'orifice et soit déplaçable selon une direction de rapprochement et d'éloignement par rapport à un axe de révolution de l'orifice.Preferably, the device further comprises a clamping member mounted in the block so that an end of the clamping member can protrude into the orifice and be movable in a direction of approach and distance to an axis of revolution of the orifice.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une bougie d'allumage à semi-conducteur ; la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 1, illustrant la tête de la bougie d'allumage ; la figure 3 est un diagramme illustrant un procédé de régénération de la bougie d'allumage de la figure 1 selon un mode de réalisation préféré de l'invention la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale de la bougie d'allumage de la figure 1 et d'un dispositif utilisé pour mettre en oeuvre le procédé de régénération de la figure 3, selon le mode de réalisation préféré de l'invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood, and other details, advantages and characteristics thereof will appear on reading the following description given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which: Figure 1 is a schematic axial sectional view of a semiconductor spark plug; Figure 2 is an enlarged view of a portion of Figure 1, illustrating the head of the spark plug; FIG. 3 is a diagram illustrating a method of regeneration of the spark plug of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the invention; FIG. 4 is a diagrammatic view in axial section of the spark plug of FIG. 1 and a device used to implement the regeneration process of Figure 3, according to the preferred embodiment of the invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉSDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
La figure 1 illustre une bougie d'allumage 10 à semi-conducteur de type connu, comprenant de manière générale deux bornes 12, 14, et une tête 16 comportant deux électrodes de bougie 18, 20 respectivement reliées aux deux bornes 12, 14 et séparées l'une de l'autre par un élément semi-conducteur 22 par exemple de type céramique semi-conductrice.FIG. 1 illustrates a semiconductor spark plug 10 of known type, generally comprising two terminals 12, 14, and a head 16 comprising two spark plug electrodes 18, 20 respectively connected to the two terminals 12, 14 and separated one of the other by a semiconductor element 22 for example semiconductor ceramic type.
Plus précisément, la bougie d'allumage comporte un corps externe 30 creux s'étendant selon un axe 32, un corps intermédiaire 34 creux s'étendant selon l'axe 32, à l'intérieur du corps externe 30, et un corps interne 36 en forme générale de tige s'étendant selon l'axe 32, à l'intérieur du corps intermédiaire 34. De plus, l'élément semi-conducteur 22 s'étend dans le prolongement du corps intermédiaire 34 et au contact de ce dernier, à l'intérieur du corps externe 30 et autour du corps interne 36.More specifically, the spark plug comprises a hollow outer body 30 extending along an axis 32, a hollow intermediate body 34 extending along the axis 32, inside the outer body 30, and an inner body 36 in the general shape of a rod extending along the axis 32, inside the intermediate body 34. In addition, the semiconductor element 22 extends in the extension of the intermediate body 34 and in contact with the latter, inside the outer body 30 and around the inner body 36.
Le corps externe 30 comporte une partie globalement cylindrique 40 présentant une première extrémité formant l'une des électrodes de bougie 18, dite « électrode de masse », une seconde extrémité 42 formant l'une des bornes 12, qui est ainsi reliée à l'électrode de masse 18, et un collet 44 formant une platine de support de la bougie. La borne 12 délimite extérieurement l'entrée d'un connecteur de la bougie d'allumage.The outer body 30 has a generally cylindrical portion 40 having a first end forming one of the spark plug electrodes 18, called "ground electrode", a second end 42 forming one of the terminals 12, which is thus connected to the ground electrode 18, and a collar 44 forming a support plate of the candle. Terminal 12 delimits externally the input of a connector of the spark plug.
Le corps interne 36 présente une première extrémité formant l'autre électrode de bougie 20, dite « électrode centrale », qui est entourée à distance par l'électrode de masse 18, et une seconde extrémité opposée formant l'autre borne 14, qui est ainsi reliée à l'électrode centrale 20.The inner body 36 has a first end forming the other spark plug electrode 20, said "central electrode", which is remotely surrounded by the ground electrode 18, and an opposite second end forming the other terminal 14, which is thus connected to the central electrode 20.
Le corps intermédiaire 34 comporte une partie 50 en contact avec le corps interne 36, et une partie 52 agencée axialement au niveau et au-delà de la borne 14 formée par le corps interne 36 et présentant un diamètre intérieur élargi de manière à ménager un espace entre cette partie 52 et la borne 14 et à délimiter ainsi extérieurement une partie de fond du connecteur de la bougie d'allumage.The intermediate body 34 has a portion 50 in contact with the inner body 36, and a portion 52 arranged axially at and beyond the terminal 14 formed by the inner body 36 and having an enlarged inner diameter so as to provide space between this portion 52 and the terminal 14 and thereby delimit externally a bottom portion of the connector of the spark plug.
Les corps externe 30 et interne 36 sont réalisés en un matériau conducteur de l'électricité et apte à opérer sous de fortes températures, tel qu'un superalliage à base de nickel à faible fluage à haute température. Le corps intermédiaire 34 est réalisé en un matériau électriquement isolant de type céramique pour garantir l'isolation entre les électrodes de bougie.The outer 30 and inner 36 bodies are made of an electrically conductive material capable of operating under high temperatures, such as a nickel base superalloy with low creep at high temperature. The intermediate body 34 is made of an electrically insulating material of ceramic type to ensure insulation between the spark plug electrodes.
Comme expliqué ci-dessus, lorsque qu'une tension suffisante est appliquée aux bornes 12 et 14 d'une telle bougie d'allumage, un faible courant électrique parcourt l'élément semi-conducteur 22 et favorise l'ionisation du mélange d'air et de carburant près de la bougie, favorisant ainsi la formation d'arcs électriques 56 entre les deux électrodes de bougie 18 et 20.As explained above, when a sufficient voltage is applied to the terminals 12 and 14 of such a spark plug, a small electric current flows through the semiconductor element 22 and promotes the ionization of the air mixture. and fuel near the candle, thereby promoting the formation of electric arcs 56 between the two spark plug electrodes 18 and 20.
En fonctionnement, il est généralement souhaitable d'obtenir une série de tels arcs électriques. Par conséquent, une tension discontinue ou variable est appliquée aux bornes 12 et 14 de la bougie de manière à soumettre lesdites bornes par intermittence à une tension d'un niveau suffisant pour déclencher une décharge électrique.In operation, it is generally desirable to obtain a series of such electric arcs. Therefore, a discontinuous or variable voltage is applied to the terminals 12 and 14 of the spark plug so as to subject said terminals intermittently to a voltage of a level sufficient to trigger an electric discharge.
Toutefois, comme expliqué ci-dessus, l'extrémité de l'électrode de masse 18 qui débouche dans la chambre de combustion s'oxyde progressivement au fil des cycles de fonctionnement du moteur. Une couche d'oxydation 60 se forme ainsi au niveau de la zone de contact entre l'électrode de masse 18 et l'élément semi-conducteur 22 (figure 2). Le développement de cette couche d'oxydation 60 finit par empêcher tout contact électrique entre l'électrode de masse 18 et l'élément semi-conducteur 22, rendant ainsi la bougie d'allumage inopérante. L'invention propose un procédé de régénération d'une bougie d'allumage à semi-conducteur du type décrit ci-dessus, schématisé sur le diagramme de la figure 3. D'une manière générale, le procédé comprend : - une première étape SI consistant à relier électriquement l'élément semi-conducteur 22 à l'électrode de bougie 18 dont l'élément semi-conducteur est isolé électriquement par la couche d'oxydation 60, - une deuxième étape S2 consistant à appliquer une tension entre la première borne 12 et la deuxième borne 14 de manière à générer des décharges électriques au niveau de la tête 16 de la bougie, et - une troisième étape S3 consistant à obtenir une bougie d'allumage à semi-conducteur régénérée.However, as explained above, the end of the ground electrode 18 which opens into the combustion chamber oxidizes progressively over the engine operating cycles. An oxidation layer 60 is thus formed at the contact zone between the ground electrode 18 and the semiconductor element 22 (FIG. 2). The development of this oxidation layer 60 eventually prevents any electrical contact between the ground electrode 18 and the semiconductor element 22, thus making the spark plug inoperative. The invention proposes a method for regenerating a semiconductor spark plug of the type described above, schematized in the diagram of FIG. 3. In general, the method comprises: a first step SI comprising electrically connecting the semiconductor element 22 to the spark plug electrode 18 whose semiconductor element is electrically insulated by the oxidation layer 60, - a second step S2 of applying a voltage between the first terminal 12 and the second terminal 14 so as to generate electric discharges at the head 16 of the spark plug, and - a third step S3 of obtaining a regenerated semiconductor spark plug.
Comme expliqué ci-dessus, les décharges électriques générées après le rétablissement de la liaison électrique entre l'élément semi-conducteur 22 et l'électrode de bougie 18 permettent de détruire la couche d'oxydation 60, et donc de régénérer la bougie d'allumage, c'est-à-dire de la rendre de nouveau fonctionnelle.As explained above, the electric discharges generated after the restoration of the electrical connection between the semiconductor element 22 and the spark plug electrode 18 make it possible to destroy the oxidation layer 60, and thus to regenerate the spark plug. ignition, that is to say to make it functional again.
La liaison électrique entre l'élément semi-conducteur 22 et l'électrode de bougie 18 concernée par l'oxydation peut être réalisée au moyen d'un « patch », c'est-à-dire d'une pièce conductrice de l'électricité rapportée temporairement sur la tête 16 de la bougie de manière à recouvrir une partie de l'électrode de bougie 18 et une partie de l'élément semi-conducteur 22.The electrical connection between the semiconductor element 22 and the spark plug electrode 18 concerned by the oxidation can be achieved by means of a "patch", that is to say a conductive part of the electricity temporarily attached to the head 16 of the spark plug so as to cover a portion of the spark plug electrode 18 and a portion of the semiconductor element 22.
Toutefois, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la liaison électrique entre l'élément semi-conducteur 22 et l'électrode de bougie 18 concernée par l'oxydation est réalisée au moyen d'un dispositif de régénération de bougie 70, visible sur la figure 4, conçu pour faciliter la mise en œuvre du procédé de régénération, notamment dans un contexte industriel.However, in the preferred embodiment of the invention, the electrical connection between the semiconductor element 22 and the spark plug electrode 18 concerned by the oxidation is carried out by means of a spark plug regeneration device 70, visible in Figure 4, designed to facilitate the implementation of the regeneration process, especially in an industrial context.
Ce dispositif de régénération de bougie 70 comporte de manière générale au moins une première électrode de dispositif 72 et au moins une seconde électrode de dispositif 74 reliées électriquement l'une à l'autre et agencées pour pouvoir relier électriquement l'élément semi-conducteur 22 à l'électrode de bougie 18 dont l'élément semi-conducteur est isolé électriquement par la couche d'oxydation 60.This spark plug regeneration device 70 generally comprises at least a first device electrode 72 and at least a second device electrode 74 electrically connected to each other and arranged to be able to electrically connect the semiconductor element 22. at the spark plug electrode 18, the semiconductor element of which is electrically insulated by the oxidation layer 60.
Dans l'exemple illustré, le dispositif 70 est adapté au cas où c'est l'électrode de masse 18 qui est isolée électriquement de l'élément semi-conducteur 22 par la couche d'oxydation 60.In the example shown, the device 70 is adapted to the case where it is the ground electrode 18 which is electrically isolated from the semiconductor element 22 by the oxidation layer 60.
Le dispositif 70 comporte une unique première électrode de dispositif 72 qui prend la forme d'un bloc ou chevalet 76, présentant un orifice 78 dans lequel s'étend ladite au moins une seconde électrode de dispositif 74. L'orifice 78 est prévu pour loger au moins une partie d'extrémité de la tête 16 de la bougie d'allumage 10, comme cela apparaît sur la figure 4. Le bloc 76 comporte en outre une paroi formant un fond 80 de l'orifice 78, à partir de laquelle s'étend ladite au moins une seconde électrode de dispositif 74. L'orifice 78 est par exemple en forme de cylindre de révolution.The device 70 comprises a single first device electrode 72 which takes the form of a block or bridge 76, having an orifice 78 in which said at least one second device electrode 74 extends. The orifice 78 is intended to house at least one end portion of the head 16 of the spark plug 10, as shown in Figure 4. The block 76 further comprises a wall forming a bottom 80 of the orifice 78, from which extends said at least one second device electrode 74. The orifice 78 is for example in the form of a cylinder of revolution.
Ladite au moins une seconde électrode de dispositif 74 est par exemple constituée de deux électrodes en forme de tiges, espacées l'une de l'autre, comme illustré sur la figure 4.Said at least one second device electrode 74 consists for example of two rod-shaped electrodes, spaced apart from each other, as illustrated in FIG. 4.
Dans l'exemple illustré, le dispositif 70 comporte en outre un organe de serrage 82 monté dans le bloc 76 de sorte qu'une extrémité 84 de l'organe de serrage puisse faire saillie dans l'orifice 78 et soit déplaçable selon une direction D de rapprochement et d'éloignement par rapport à un axe de révolution 86 de l'orifice 78. L'organe de serrage 82 est ainsi par exemple formé d'une tige filetée 88 présentant d'un coté l'extrémité 84, et du côté opposé une extrémité raccordée à une poignée 90. La tige filetée 88 est par exemple vissée dans un orifice 92 prévu à cet effet dans le bloc 76. Ce dernier orifice 92 définit un axe de vissage qui est de préférence orthogonal à l'axe de révolution 86 de l'orifice 78, et qui définit la direction D précitée.In the example shown, the device 70 further comprises a clamping member 82 mounted in the block 76 so that an end 84 of the clamping member can project into the orifice 78 and be displaceable in a direction D approaching and away from an axis of revolution 86 of the orifice 78. The clamping member 82 is thus for example formed of a threaded rod 88 having on one side the end 84, and the side opposite an end connected to a handle 90. The threaded rod 88 is for example screwed into a hole 92 provided for this purpose in the block 76. The latter orifice 92 defines a screw axis which is preferably orthogonal to the axis of revolution 86 of the orifice 78, and which defines the direction D above.
La mise en oeuvre du procédé de régénération au moyen du dispositif 70 va maintenant être décrite.The implementation of the regeneration method by means of the device 70 will now be described.
La première étape SI du procédé consiste, d'abord, à mettre à disposition le dispositif de régénération 70 (sous-étape Sl-1), puisa positionner la bougie d'allumage 10 par rapport au dispositif 70 (sous-étape Sl-2), de manière à mettre ladite au moins une première électrode de dispositif 72 en contact avec l'électrode de bougie 18 dont l'élément semi-conducteur 22 est isolé électriquement par la couche d'oxydation 60, et à mettre ladite au moins une seconde électrode de dispositif 74 en contact avec l'élément semi-conducteur 22.The first step S1 of the method consists, first of all, in providing the regeneration device 70 (sub-step S1-1), then positioning the spark plug 10 with respect to the device 70 (sub-step S-2 ), so as to put said at least one first device electrode 72 in contact with the spark plug electrode 18 whose semiconductor element 22 is electrically insulated by the oxidation layer 60, and to put said at least one second device electrode 74 in contact with the semiconductor element 22.
Plus précisément, il s'agit pour un opérateur d'insérer la tête 16 de la bougie dans l'orifice 78 du bloc 76 jusqu'à ce que chaque seconde électrode de dispositif 74 entre en contact avec l'élément semi-conducteur 22. Il s'agit ensuite de serrer l'organe de serrage 82 en vissant la tige filetée 88 dans l'orifice 92 jusqu'à ce que l'extrémité 84 de l'organe de serrage applique sur la tête 16 de la bougie une pression de serrage d'un niveau suffisant pour garantir un contact électrique entre l'électrode de masse 18 et la surface interne de l'orifice 78 du bloc 76. L'opérateur a ainsi déplacé l'organe de serrage 82, depuis une position de repos dans laquelle l'organe de serrage autorise le déplacement de la bougie d'allumage 10 par rapport au bloc 76, jusque dans une position de service dans laquelle l'organe de serrage 82 empêche tout déplacement de la bougie d'allumage 10 par rapport au bloc 76, tout en garantissant le contact électrique entre l'électrode de masse 18 et la première électrode de dispositif 72.More specifically, it is for an operator to insert the head 16 of the spark plug into the orifice 78 of the block 76 until each second device electrode 74 comes into contact with the semiconductor element 22. It is then necessary to tighten the clamping member 82 by screwing the threaded rod 88 into the orifice 92 until the end 84 of the clamping member applies pressure to the head 16 of the spark plug. clamping a level sufficient to ensure electrical contact between the ground electrode 18 and the inner surface of the orifice 78 of the block 76. The operator has thus moved the clamping member 82 from a rest position in which clamping member allows the displacement of the spark plug 10 relative to the block 76, to a service position in which the clamping member 82 prevents any displacement of the spark plug 10 relative to the block 76, while ensuring the electrical contact between the mass electrode e 18 and the first device electrode 72.
La deuxième étape S2 du procédé de régénération est ensuite mise en oeuvre, d'abord en branchant les bornes 12, 14 de la bougie d'allumage 10 à une alimentation électrique appropriée (non représentée sur les figures), telle qu'un boîtier d'allumage du même type que les boîtiers d'allumage équipant les turbomachines des aéronefs, puis en mettant en marche cette alimentation électrique de sorte qu'elle applique aux bornes 12, 14 une tension apte à générer des décharges électriques successives au niveau de la tête 16 de la bougie.The second step S2 of the regeneration process is then implemented, first by connecting the terminals 12, 14 of the spark plug 10 to a suitable power supply (not shown in the figures), such as a battery box. ignition of the same type as the ignition housings equipping the turbomachines of the aircraft, then starting this power supply so that it applies to the terminals 12, 14 a voltage able to generate successive electric discharges at the head 16 of the candle.
La tension électrique appliquée au bornes 12, 14 est de préférence sensiblement du même niveau que la tension de fonctionnement nominale de la bougie d'allumage, c'est-à-dire typiquement de l'ordre de 3 kV.The electrical voltage applied to the terminals 12, 14 is preferably substantially the same level as the nominal operating voltage of the spark plug, that is to say typically of the order of 3 kV.
Le nombre de décharges électriques nécessaires à la régénération de la bougie d'allumage 10 dépend des dimensions de cette dernière et des dimensions de la couche d'oxydation 60. Ce nombre est typiquement de l'ordre de quelques dizaines, par exemple de cinquante environ. Ce nombre peut être aisément déterminé à l'avance par l'homme du métier par des essais sur des bougies présentant une usure moyenne représentative. De plus, pour chaque exemplaire de bougie à régénérer, l'homme du métier peut vérifier a posteriori que le nombre de décharges électriques nécessaires a été atteint, simplement en testant le fonctionnement de la bougie hors du dispositif de régénération.The number of electric discharges required for the regeneration of the spark plug 10 depends on the dimensions of the latter and the dimensions of the oxidation layer 60. This number is typically of the order of a few tens, for example about fifty. . This number can be easily determined in advance by those skilled in the art by tests on candles with representative average wear. In addition, for each copy of the candle to be regenerated, the skilled person can check a posteriori that the number of necessary electric discharges has been achieved, simply by testing the operation of the candle out of the regeneration device.
Ensuite, lorsque le nombre de décharges électriques requis au niveau de la tête 16 de la bougie d'allumage 10 est atteint, la troisième étape S3 du procédé est mise en œuvre : l'opérateur desserre l'organe de serrage 82 puis retire la tête 16 de la bougie d'allumage 10 hors de l'orifice 78 du bloc 76, séparant par là-même la bougie d'allumage 10 du dispositif de régénération 70. L'opérateur obtient ainsi une bougie d'allumage régénérée, apte à être montée de nouveau dans une chambre de combustion de turbomachine d'aéronef. De plus, le dispositif de régénération 70 est alors prêt pour régénérer d'autres bougies d'allumages. Bien entendu, s'il s'avère que le nombre de décharges électriques n'a pas été suffisant pour régénérer la bougie, l'opérateur peut mettre à nouveau en œuvre le procédé pour continuer le processus de destruction de la couche d'oxydation.Then, when the number of electric discharges required at the head 16 of the spark plug 10 is reached, the third step S3 of the method is implemented: the operator loosens the clamping member 82 and then withdraws the head 16 of the spark plug 10 out of the orifice 78 of the block 76, thereby separating the spark plug 10 from the regeneration device 70. The operator thus obtains a regenerated spark plug, capable of being mounted again in an aircraft turbomachine combustion chamber. In addition, the regeneration device 70 is then ready to regenerate other ignition candles. Of course, if it turns out that the number of electric discharges has not been sufficient to regenerate the candle, the operator can implement the process again to continue the process of destruction of the oxidation layer.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1652735A FR3049780B1 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING A SEMICONDUCTOR IGNITION CANDLE |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1652735A FR3049780B1 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING A SEMICONDUCTOR IGNITION CANDLE |
| FR1652735 | 2016-03-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3049780A1 true FR3049780A1 (en) | 2017-10-06 |
| FR3049780B1 FR3049780B1 (en) | 2018-04-13 |
Family
ID=56101657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1652735A Active FR3049780B1 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING A SEMICONDUCTOR IGNITION CANDLE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3049780B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3093243A1 (en) * | 2019-02-22 | 2020-08-28 | Safran Aircraft Engines | SEMICONDUCTOR BODY FOR A TURBOMACHINE SPARK PLUG |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3500189A1 (en) * | 1985-01-04 | 1986-07-10 | BERU Ruprecht GmbH & Co KG, 7140 Ludwigsburg | Spark ignition device |
| JPH01173588A (en) * | 1987-12-26 | 1989-07-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Low voltage creeping discharge type ignitor plug |
| US5434741A (en) * | 1993-11-16 | 1995-07-18 | Unison Industries Limited Partnership | Consumable semiconductor igniter plug |
| FR2960913A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-09 | Snecma | PREHEATING AN IGNITION CANDLE |
| JP2013175358A (en) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Method of manufacturing spark plug and apparatus for manufacturing spark plug |
-
2016
- 2016-03-30 FR FR1652735A patent/FR3049780B1/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3500189A1 (en) * | 1985-01-04 | 1986-07-10 | BERU Ruprecht GmbH & Co KG, 7140 Ludwigsburg | Spark ignition device |
| JPH01173588A (en) * | 1987-12-26 | 1989-07-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Low voltage creeping discharge type ignitor plug |
| US5434741A (en) * | 1993-11-16 | 1995-07-18 | Unison Industries Limited Partnership | Consumable semiconductor igniter plug |
| FR2960913A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-09 | Snecma | PREHEATING AN IGNITION CANDLE |
| JP2013175358A (en) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Method of manufacturing spark plug and apparatus for manufacturing spark plug |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3093243A1 (en) * | 2019-02-22 | 2020-08-28 | Safran Aircraft Engines | SEMICONDUCTOR BODY FOR A TURBOMACHINE SPARK PLUG |
| US11441486B2 (en) | 2019-02-22 | 2022-09-13 | Safran Aircraft Engines | Semiconductor body for a spark plug of a turbine engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3049780B1 (en) | 2018-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2090759B1 (en) | Pre-signalling magnetic plug | |
| EP2002117B1 (en) | Method for measuring an ionization current of a spark plug of the type with resonant structure, and corresponding device | |
| FR2877777A1 (en) | SPARK PLUG WITH PROLONGED LIFETIME | |
| FR2459563A1 (en) | PLASMA JET IGNITION CANDLE | |
| FR2897479A1 (en) | IGNITION CANDLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE. | |
| 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 | |
| EP2577024B1 (en) | Pre-heating of a spark plug | |
| EP1662626A1 (en) | New mounting method of a spark plug and bobbin assembly using a transmission of the tightning couple through the bobbin housing | |
| FR3049780A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING A SEMICONDUCTOR IGNITION CANDLE | |
| EP2526595B1 (en) | Spark plug, ignition system, engine and ignition method for the engine | |
| EP1897193A1 (en) | Spark plug for an internal combustion engine | |
| EP3520184B1 (en) | Method for testing a semiconductor spark plug | |
| FR3057114A1 (en) | METHOD FOR REGENERATING A SEMICONDUCTOR IGNITION CANDLE WHEN CIRCULATED BY COKE | |
| EP1957789A1 (en) | Method and device for providing diagnostics for an internal combustion engine ignition coil | |
| FR2949539A1 (en) | PREHEATING PLUG INCORPORATING A TEMPERATURE SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| EP1463887A1 (en) | Internal combustion engine starting system | |
| WO1999027625A1 (en) | Spark plug with surface effect | |
| FR3071658B1 (en) | PYROTECHNIC DEVICE FOR OPENING A FIRST ELECTRIC CIRCUIT AND CLOSING A SECOND ELECTRIC CIRCUIT | |
| EP0926338B1 (en) | Device for measuring the ionisation current in a combustion chamber | |
| FR3043834A1 (en) | ELECTROMAGNETIC POWER SWITCH PROVIDED WITH AT LEAST ONE ALUMINUM REALIZED COIL | |
| FR3071657A1 (en) | PYROTECHNIC CUTTING DEVICE | |
| FR3083640A1 (en) | ELECTROMAGNETIC POWER CONTACTOR PROVIDED WITH AN ALUMINUM REEL | |
| EP1526618A1 (en) | Surface discharge spark plug with a directed spark | |
| FR2930852A1 (en) | Fuel-air mixture ignition plug for combustion chamber of internal combustion engine of vehicle, has electric arc generating site with configuration different from constitution of another generating site to adapt engine combustion mode | |
| CH329519A (en) | Installation including an electrostatic generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20171006 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| CD | Change of name or company name |
Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES, FR Effective date: 20180809 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |