FR2862347A1 - Culasse de moteur a combustion interne et bougie d'allumage - Google Patents

Abstract

Culasse (1) de moteur à combustion interne comportant un dispositif de réception (6) pour fixer et monter une bougie d'allumage (2) pénétrant dans la chambre de combustion (14) du moteur à combustion interne.Le dispositif (6) comporte une installation d'orientation (18) pour l'électrode de masse (10) de la bougie d'allumage (2) assurant son montage dans une position prédéfinie dans la chambre de combustion (14). La bougie (2) comporte une électrode centrale (9), un culot (3) et une électrode de masse (10). L'électrode de masse (10) est installée par rapport au culot (3) pour que sa position de montage dans la culasse (1) soit indépendante de l'orientation du culot (3).

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne une culasse de moteur à combustion interne comprenant un dispositif de réception pour fixer et installer une bougie d'allumage pour qu'en position de montage, l'électrode centrale de la bougie pénètre dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne.

L'invention concerne également une bougie d'allumage comportant au moins une électrode centrale, un culot et une électrode de masse.

Enfin, elle concerne une électrode de masse pour bougie d'allumage.

Etat de la technique Dans le cas des moteurs à combustion interne à allumage commandé tels que les moteurs à essence, connus, l'énergie contenue dans le carburant est transformée en énergie cinétique. Pour cela, on comprime le carburant dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne et ensuite on allume par allumage commandé et on brûle. L'énergie libérée par la combustion sert à entraîner de façon connue les pistons. Le carburant introduit dans la chambre de combustion est fourni par une installation de préparation de mélange sous la forme d'un mélange air-carburant à base d'essence ou de gaz.

Une installation d'allumage commandé par le moteur génère périodiquement une haute tension qui provoque des étincelles entre l'électrode centrale et l'électrode de masse d'une bougie d'allumage instal- lée dans la chambre de combustion. L'énergie des étincelles allume le mélange air/carburant comprimé.

Dans les moteurs à essence à injection directe on utilise le concept de la charge stratifiée et du mode de fonctionnement pauvre selon lesquels le procédé de combustion en paroi ou avec guidage d'air se fait avec un transfert relativement indirect de carburant dans la chambre de combustion vers la bougie d'allumage. En outre, les procédés de combustion à guidage par jet se développent, le carburant étant alors injecté directement par le dessus par un injecteur central dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne. Selon ce dernier procédé, on obtient une géométrie de pulvérisation optimisée et la forte déformation du fond du piston pour assurer le guidage en paroi et le guidage de l'air pour le processus de combustion n'est plus nécessaire.

Le procédé de combustion par guidage de jet permet une réduction de la consommation par rapport au procédé de guidage par la paroi ou par l'air; cette réduction de la consommation résulte d'une combustion thermodynamique plus avantageuse avec des pertes plus faibles de la chaleur au niveau de la paroi. En outre, on diminue les émissions d'hydrocarbures par le procédé de combustion par guidage de jet, grâce à un nuage de mélange plus compact, la réduction étant supérieure à 30 %.

Les bougies d'allumage allumant le carburant introduit dans une chambre de combustion sont habituellement vissées dans la culasse du moteur à combustion interne et leur serrage se fait avec un couple de serrage déterminé. La position ou l'orientation de l'électrode de masse par rapport à un ou plusieurs jets d'injection du carburant injecté directement dans la chambre de combustion par l'injecteur ne sont pas prises en compte dans ce vissage. Cela signifie que la position de l'électrode de masse par rapport au jet injecté est plus ou moins laissée au hasard suivant la taille du filetage de la bougie ou de la culasse; c'est pourquoi l'électrode de masse est généralement non orientée en position de montage dans la culasse.

Mais il en résulte toutefois l'inconvénient que la direction d'expansion de la pulvérisation de carburant injectée peut être perturbée par une orientation éventuellement défavorable de l'électrode de masse dans la chambre de combustion. Un autre inconvénient est que dans le procédé de combustion guidé par jet, la pulvérisation de carburant injectée sous la forme d'un jet dans la chambre de combustion peut être déviée par les électrodes de la bougie d'allumage et la céramique de l'isolant peut être fortement mouillée par le carburant. Ce mouillage produit un dépôt de suie qui peut produire des courts-circuits d'étincelles gênants.

En fonction de l'encrassement croissant du pied de l'isolant, une partie relativement importante de l'énergie d'allumage est évacuée comme courant de fuite et ne permet plus le développement d'étincelles produisant ainsi des ratés d'allumage; le carburant injecté arrive alors imbrùlé dans les conduites d'échappement.

But de l'invention La présente invention a pour but de développer une culasse de moteur à combustion interne et une bougie d'allumage permettant d'améliorer le processus de combustion du carburant injecté dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne une culasse du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le dispositif de réception comporte une installation d'orientation pour monter l'électrode de masse de la bougie d'allumage dans une position de montage prédéfinie dans la chambre de combustion.

L'invention concerne également une bougie d'allumage du type défini cidessus, caractérisé en ce que l'électrode de masse est montée sur le culot de façon à pouvoir régler la position de montage de l'électrode de masse dans la culasse d'un moteur à combustion interne, indépendamment de l'orientation du culot.

La culasse d'un moteur à combustion interne selon l'invention équipée du dispositif de réception pour la fixation et le montage de la bougie d'allumage pour qu'en position de montage l'électrode cen- traie de la bougie arrive dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne, améliore l'inflammation du mélange carburant-air injecté dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne, en particulier pour un processus de combustion conduit par le jet, avec injection directe d'essence en mode de charge stratifiée, par comparaison à des moteurs à combustion interne connus.

A cet effet, le dispositif de réception comporte une installation d'orientation permettant d'installer l'électrode de masse de la bougie d'allumage dans une position de montage prédéfinie dans la chambre de combustion. On garantit ainsi que l'électrode de masse de la bougie d'allumage soit orientée dans la chambre de combustion en position de montage pour garantir une combustion optimale du carburant dans la chambre de combustion, comme cela est nécessaire ou souhaité, sans avoir à réaliser une taille de filetage précise, compliquée, dans la culasse et dans le culot de la bougie.

Par exemple l'électrode de masse comporte un élément d'anneau de cercle et au moins un élément d'électrode relié à l'élément d'anneau de cercle et ayant au moins sensiblement une forme d'étrier, l'élément d'anneau de cercle s'appliquant en position de montage par son côté tourné vers la chambre de combustion contre une butée du dispositif de réception. Dans ce cas l'élément d'anneau de cercle et/ou l'élément d'électrode en forme d'étrier comportent une cavité recevant en position de montage de l'électrode de masse, une partie en saillie de l'installation d'orientation pour bloquer en rotation l'électrode de masse.

Mais si par exemple l'élément d'anneau de cercle et/ou l'élément d'électrode en forme d'étrier comportent un élément de prise qui vient en position de montage de l'électrode de masse dans une cavité de l'installation d'orientation pour bloquer l'électrode de masse dans une po- sition de montage prédéfinie, de préférence l'élément d'électrode est réalisé sous la forme d'un élément de prise et la cavité de l'installation d'orientation constitue un passage dans la butée.

Selon d'autres caractéristiques, l'électrode de masse est bloquée dans la direction axiale de la bougie d'allumage entre un anneau Seeger installé dans une gorge périphérique du dispositif de réception et la butée réalisée sur le côté de l'électrode de masse à l'opposé de l'anneau Seeger du dispositif de réception. Avantageusement, en position de montage, l'électrode de masse est poussée contre la butée du dispositif de réception par une installation de ressort prévue entre le culot de la bougie d'allumage et son électrode de masse.

La culasse selon l'invention permet d'orienter l'électrode de masse dans la chambre de combustion pour gêner aussi peu que possible le mouvement d'extension optimum du carburant à injecter dans la chambre de combustion. Cela signifie que la réalisation du dispositif de réception avec l'installation d'orientation assure que l'électrode de masse ou l'étrier de l'électrode de masse soit installé dans la zone d'étalement du carburant injecté dans la chambre de combustion, d'une manière non aléatoire ou inclinée par rapport à la direction d'étalement de la pulvérisation mais au contraire dans la direction radiale et de manière aérodyna- mique en offrant une surface frontale réduite dans la direction d'expansion des jets injectés dans la chambre de combustion. L'électrode de masse présente ainsi une surface d'attaque aussi réduite que possible au carburant qui se développe dans la chambre de combustion et ne gêne qu'au minimum l'écoulement du carburant dans la chambre de combus- tion pour un procédé de combustion optimum.

Il est en outre possible d'installer l'électrode de masse de manière définie dans la chambre de combustion pour que le chemin d'étincelles entre l'électrode centrale et l'électrode de masse se trouve à l'ombre du vent et non pas dans la direction d'étalement du jet; en d'autres termes, partant de l'injecteur, l'électrode se trouve installée prin- cipalement dans la direction d'étalement du carburant injecté. Cela signi- fie que la pulvérisation de carburant injectée dans la chambre de combustion est déviée au niveau du chemin d'étincelles par l'électrode de masse pour que la pulvérisation de carburant arrive certes en contact avec les étincelles d'allumage pour être allumée tout en n'arrivant pas directe-ment sur les étincelles d'allumage pour risquer de les décrocher. Cela permet d'augmenter la fiabilité de la bougie d'allumage ainsi que la ro- bustesse de la combustion.

La bougie d'allumage selon l'invention comportant au moins une électrode centrale, un culot et une électrode de masse, permet avantageusement d'installer une électrode de masse dans une position de montage prédéfinie dans la chambre de combustion d'un moteur à com- bustion interne sans avoir à modifier le montage connu d'une bougie d'allumage.

Pour cela, l'électrode de masse est installée par rapport au culot de la bougie pour que la position de montage de l'électrode de masse dans la culasse d'un moteur à combustion interne soit indépendante de l'orientation du culot.

En appliquant le principe selon l'invention à une bougie d'allumage habituelle, on peut toujours visser la bougie dans la culasse et l'électrode de masse conserve son orientation définie pour une combustion optimale du carburant dans la chambre de combustion.

Selon un développement préférentiel de l'invention, l'électrode de masse est une pièce distincte que l'on installe dans une position de montage prédéfinie dans la culasse avant la mise en place de la bougie d'allumage.

Selon une autre variante de réalisation de la bougie d'allumage selon l'invention, l'électrode de masse est montée à rotation sur le culot de la bougie d'allumage et se visse comme jusqu'à présent avec le culot de la bougie dans la culasse. Il est prévu que pendant le vis-sage du culot, l'électrode conserve sa position de montage définie et le culot se visse de manière connue dans la culasse.

L'élément d'électrode a une section au moins sensiblement rectangulaire et est soudé à l'élément d'anneau de cercle.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation de l'invention représentés de 35 manière simplifiée dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe partielle d'une bougie d'allumage installée dans une culasse de moteur, la figure 2 est une vue de dessus de la culasse de la figure 1 représentée seule, la figure 3 est une vue correspondant à la figure 1 d'une culasse et d'une bougie installée dans celle-ci, la figure 4 est une vue de dessus de la culasse de la figure 3 représentée seule, la figure 5 est une vue de côté très schématisée du montage d'un injecteur et de la bougie dans une culasse, la figure 6 est une vue de dessous de l'injecteur et de la bougie de la 10 figure 5, la figure 7 est une vue de dessous d'un injecteur et d'une bougie dans une culasse.

Description de modes de réalisation

La figure 1 montre une vue en coupe partielle d'une bougie d'allumage 2 installée dans une culasse 1. Cette bougie est vissée par son filetage extérieur 4 prévu sur son corps 2 dans le filetage intérieur 5 d'un dispositif de réception 6 de la culasse 1.

La bougie d'allumage 3 est principalement réalisée en métal, en matière céramique et en verre. Ces matières ont des propriétés dif- férentes utilisées pour une réalisation de la bougie d'allumage adaptée à la matière. Les composants principaux de la bougie d'allumage 2 sont la tige de raccordement 7, l'isolant 8, le culot 3, l'électrode centrale 9 et l'électrode de masse 10; un ciment de verre électroconducteur non représenté de manière détaillée, prévue dans l'isolant 8, relie l'électrode centrale 9 à la tige de connexion 7.

La tige de connexion 7 est en acier et l'isolant 8 contient un ciment de verre électroconducteur reliant l'électrode centrale 9 à la tige de connexion 7.

La tige de connexion 7 est en acier; elle est fondue de ma- nière étanche aux gaz dans le verre électroconducteur fondu de l'isolant 8. En outre, la tige de connexion 7 porte à son extrémité sortant de l'isolant 8, un filetage 11 qui reçoit un écrou de connexion ou un connecteur de bougie du câble d'allumage.

L'isolant 8 est en une céramique spéciale avec pour fonction d'isoler l'électrode centrale 9 et sa tige de connexion 7 par rapport au culot 2. La structure étanche de la céramique spéciale assure une grande protection contre les claquages électriques. La surface du côté de connexion de l'isolant est vitrifiée. La surface lisse vitrifiée accroche moins l'humidité et la saleté ce qui évite dans une très large mesure les courants de fuite.

L'exigence d'une borine conductivité thermique pour une capacité d'isolation électrique poussée s'oppose fortement aux caractéris- tiques de la plupart des isolants. La matière utilisée ici pour l'isolant 8 est de l'oxyde d'aluminium auquel on mélange une faible teneur d'autres matières. Après cuisson de cette céramique spéciale et vitrification, elle ré-pond aux exigences relatives à un isolant de bougie d'allumage quant à une isolation poussée et une bonne conductivité thermique ainsi qu'une bonne résistance mécanique et chimique.

Le culot 3 est également réalisé en acier. Il sert à fixer la bougie 2 dans la culasse 1. La partie supérieure du culot comporte un six-pans 12 pour recevoir une clé à bougie; dans la partie inférieure le culot comporte un filetage extérieur 4. La surface du culot 3 est revêtue par voie galvanique d'une couche de nickel pour éviter la corrosion, pour rendre le filetage glissant et pour éviter tout grippage, en particulier dans une culasse en aluminium. Suivant la réalisation du culot, la bougie d'allumage 2 peut comporter un joint d'étanchéité ou un joint de sertissage. Après mise en place de l'isolant 8 dans le culot 3 de la bougie d'allumage 2, on sertit et on rétracte par chauffage par induction sous pression élevée au cours d'une seule opération.

L'électrode centrale 9 et l'électrode de masse 10 sont exposées à une usure importante pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, à cause de l'érosion et la corrosion. Ces deux facteurs ne peuvent pas être traités séparément du point de vue de leur action sur l'usure.

L'usure augmente la tension d'allumage. En outre, il faut que les électrodes possèdent une bonne capacité thermique. Ces exigences peuvent nécessiter des formes d'électrodes et des matières d'électrodes différentes suivant les conditions de fonctionnement et le domaine d'application.

Dans le cas présent l'électrode de masse 10 est munie d'un élément en forme d'anneau de cercle l0A et d'un élément d'électrode 10B relié à l'élément d'anneau de cercle 10A en ayant au moins sensiblement une forme d'étrier; cet élément d'électrode a une section rectangulaire et du fait de son montage par rapport à l'électrode centrale 9, il s'agit d'une électrode latérale. Il ressort du domaine de l'homme du métier de réaliser l'élément d'électrode avec n'importe quelle autre section adaptée à l'application respective.

Le dispositif de réception 6 de la culasse 1 est réalisé ici par un perçage 13 dont le côté opposé à la chambre de combustion 14 du moteur à combustion interne est muni du taraudage 5. En outre, dans la zone du perçage 13 tournée vers la chambre de combustion 14 il y a une butée 15 en forme d'anneau de cercle qui, en position de montage, s'appuie contre l'élément d'anneau circulaire 10A de l'électrode de masse 10.

L'électrode de masse 10 qui est séparée du culot 3 est placée avant que l'on visse la bougie d'allumage 2 dans la culasse 1 dans une position de montage prédéfinie dans le perçage 13 du dispositif de réception 6. Ensuite, on visse la bougie d'allumage 2 dans la culasse 1 en plaçant un dispositif à ressort 16 dans le perçage 13 avant d'installer la bougie d'allumage 2. L'électrode de masse 10 est précontrainte au niveau de son élément d'anneau de cercle 10A par le dispositif à ressort 16 pour précontraindre la bougie d'allumage 2, à l'état monté, par rapport au culot 3 en la poussant contre la butée 15; on réalise ainsi une liaison solide entre le culot 3, la bougie d'allumage 2, le dispositif à ressort 16 et l'élément d'anneau de cercle 10A de l'électrode de masse 10.

La raideur du dispositif à ressort 16 est dimensionnée de manière suffisamment importante que sous l'influence de la pression de combustion maximale régnant dans la chambre de combustion 14, l'élément d'anneau de cercle 10A ne se soulève pas de la butée 15. Le res- sort de l'installation de ressort 16 peut être un ressort hélicoïdal, un ressort Belleville ou tout autre ressort approprié.

La figure 2 est une vue de dessus de la culasse de la figure 1 représentée seule. La butée 15 du dispositif de réception 6 est réalisée avec un dispositif d'orientation 18 pour le dispositif de réception 6 qui guide l'élément d'électrode 10B en forme d'étrier de l'électrode de masse lorsque celle-ci est montée dans la culasse 1 de la chambre de combustion 14 du moteur à combustion interne. Cela signifie que l'électrode de masse 10, réalisée comme insert dans la culasse 1, s'introduit dans le dispositif de réception 6, c'est-à-dire dans le perçage 13 et son élément d'électrode 10B arrive à travers la cavité 17 en forme de passage du dispo- sitif d'orientation 18 dans la chambre de combustion 14 jusqu'à ce que l'élément d'anneau de cercle 10A vienne en appui contre le côté de la bu- tée 15, à l'opposé de la chambre de combustion 14. Ensuite, on met en place l'installation à ressort 16 et la bougie d'allumage 2 avec son culot 3 dans la culasse 1.

Pendant le vissage du culot 3 dans la culasse 1, l'électrode de masse 10 tenue bloquée en rotation par l'élément d'électrode 10B dans 5 la cavité 17, est ainsi tenue dans sa position de montage prédéfinie par le dispositif d'orientation 18.

Le diamètre intérieur de la butée 15 correspond au diamètre intérieur du culot 3 au niveau de l'extrémité du culot 3 tournée vers la chambre de combustion. Lorsque la bougie d'allumage 2 est installée, uniquement l'électrode centrale 9 et l'isolant 8 entourant cette électrode centrale 10 traversent la butée 15 et viennent en saillie dans la chambre de combustion 14. La hauteur du décrochage 15 est dimensionnée pour que la butée 15 puisse recevoir en sécurité les efforts appliqués par l'installation de ressort 16; les efforts du ressort résultent des forces de serrage de la bougie d'allumage, vissée, en tenant compte de la compression du ressort de l'installation à ressort 16.

La largeur B de la butée 15 correspond à l'épaisseur de la paroi du culot 3 de la bougie d'allumage 2 à l'extrémité du culot 3 tournée vers la chambre de combustion 14; on obtient ainsi une surface d'appui suffisante pour l'électrode de masse 10 dont l'élément d'électrode 10B est soudé à l'élément d'anneau de cercle 10A et d'autre part on tient compte de la dilatation thermique différente de l'isolant 8 et des composants qui l'entourent.

La figure 3 montre un autre exemple de réalisation de l'objet de l'invention; celui-ci correspond en principe à l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, ce qui permet de limiter la description donnée ci-après aux différences. Pour des raisons de simplification, dans la description suivante de la figure 3 on utilisera les mêmes références pour les composants de structure et de fonction identiques à ceux de la

description des figures 1 et 2.

La figure 3 montre une électrode de masse 10 en forme d'électrode de toit comprenant un élément d'anneau de cercle 10A sur le-quel est soudé un élément d'électrode 10B à section en forme de demi-cercle. L'électrode centrale 9 ainsi que l'électrode de masse 10 sont mu- nies chacune au niveau de la distance d'éclatement ou intervalle des électrodes d'une plaquette en platine 19, 20 pour qu'à la fois l'électrode centrale 9 et l'électrode de masse 10 présentent une bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation et aussi une tenue élevée au brûlage. Io

L'électrode de masse 10 de l'exemple e réalisation de la figure 3 s'appuie comme dans le mode de réalisation de la culasse 1 de la figure 1 contre la butée 15 et passe par les deux cavités 17A, 17B du dis-positif d'orientation 18 représentées de manière plus détaillée à la figure 4, pour venir dans la chambre de combustion 14 du moteur à combustion interne.

Pour bloquer l'électrode de masse 10 en fonctionnement dans la direction axiale par rapport à la butée 15, le côté de l'électrode de masse 10 à l'opposé de la chambre de combustion 14 comporte une bague Seeger 21 encastrée dans une gorge périphérique 22 usinée dans la culasse 1. La distance axiale entre la gorge périphérique 22 et la butée 15 correspond à la hauteur de l'élément d'anneau de cercle 10A de l'électrode de masse 10.

Le blocage de l'électrode de masse 10 dans la direction axiale de la bougie d'allumage 10 par l'anneau de retenue de type Seeger 21 offre par comparaison à la fixation de l'électrode de masse 10 par l'installation à ressort 16 représenté à la figure 1, l'avantage d'exercer des efforts axiaux moindres sur la butée 15 du côté de la culasse.

Il est du ressort de l'homme du métier de fixer l'électrode de masse également par des moyens appropriés pour la bloquer en rotation dans la chambre de combustion et dans la direction axiale du dispositif de réception de la culasse. Cela permet de réaliser l'élément d'anneau de cercle et/ou l'élément d'électrode en forme d'étrier de l'électrode de masse avec un élément de prise qui en position de montage de l'électrode de masse vient dans une cavité ou dégagement de l'installation d'orientation. En outre, en variante, ou en plus, on peut également prévoir de réaliser l'élément d'anneau de cercle et/ou l'élément d'électrode en étrier de l'électrode de masse avec une cavité dans laquelle pénètre une pièce en saillie lorsque l'électrode de masse est en position de montage de façon à bloquer en rotation l'électrode de masse par rapport à la culasse.

Le dispositif de réception 6 de la culasse 1 représenté respectivement aux figures 1 et 3 est d'une fabrication simple et économique. De plus, on réalise dans la culasse 1 un premier perçage avec un certain diamètre intérieur correspondant au diamètre intérieur du culot 3 de la bougie d'allumage 2 à son extrémité tournée vers la chambre de combustion 14. Ensuite, on usine les cavités 17, 17a, 17b pour l'électrode de masse 10 par fraisage ou déformation. Ensuite, partant du côté de la culasse 1 à l'opposé de la chambre de combustion 14, on réalise le premier perçage qui présente dans cette zone un diamètre intérieur correspondant au diamètre du filetage primitif du filetage extérieur 4 du culot 3. Le pre- mier perçage est réalisé dans la direction axiale sur une profondeur telle que la butée 15 de diamètre plus réduit reste à la hauteur H. Ensuite, dans le perçage 13 ayant sa forme définitive, on réalise le filetage intérieur en tenant compte de la surface d'appui de la bougie d'allumage et de la surface d'étanchéité en dessous du six-pans 12 du côté de la connexion; dans cet exemple de réalisation selon la figure 3, on usine en outre la gorge périphérique 22 pour recevoir l'anneau de Segeer 21 dans la culasse 1.

La présente invention offre l'avantage de permettre de monter l'électrode de masse d'une bougie d'allumage dans une position de montage définie au préalable dans la chambre de combustion d'un moteur à. combustion interne et de visser la bougie d'allumage de manière habi- tuelle, avec un joint comparable à celui des bougies d'allumage connues de la pratique et une transition thermique comparable dans la culasse. L'électrode de masse d'une bougie d'allumage est montée de manière bloquée en rotation par rapport au culot 3 de la bougie 2 dans la culasse 1. On obtient une conductivité thermique ou transfert thermique comparable par le filetage au niveau du culot et l'étanchéité au gaz de la chambre de combustion est assurée par rapport à l'environnement, comme dans le cas des bougies d'allumage connues sans nécessiter une section de filetage précise coûteuse en fabrication, qui permettrait d'obtenir une orientation souhaitée de l'électrode de masse dans la chambre de combustion.

La présente invention permet également de manière avantageuse d'échanger des électrodes de masse fortement sollicitées par le fonctionnement pour garantir une combustion optimale. Il est particulièrement avantageux de pouvoir monter et démonter une bougie d'allumage d'une manière simple. En outre, l'électrode de masse est reliée directement à la culasse 1 par son élément d'anneau de cercle si bien que pendant la combustion, l'énergie induite dans l'électrode de masse est facilement évacuée vers la culasse.

La construction simple du système culasse-bougie d'allumage réalisable avec des coûts de fabrication réduits, permet grâce à l'objet de l'invention une conversion économique offrant en outre une grande diversité de possibilités de réalisation de géométries différentes pour les bougies d'allumage.

Le système culasse-bougie d'allumage selon l'invention est fondamentalement prédestiné pour être installé dans des culasses de moteurs à combustion interne utilisant notamment l'injection directe d'essence ou de carburant avec guidage du jet; mais le système peut également s'utiliser dans tous les autres moteurs à combustion interne et moteurs à allumage commandé.

Il est particulièrement avantageux que le filetage extérieur du culot 3 ainsi que le filetage intérieur 5 du dispositif de réception 6 puissent être raccourcis dans la direction axiale car au niveau de la butée 15 traversée par l'électrode centrale débouchant dans la chambre de combustion 14, on peut placer un injecteur 23 représenté aux figures 5 à 7, à faible distance de la bougie d'allumage 2 ou de ses électrodes 9, 10dans la chambre de combustion 14, d'une manière plus rapprochée que cela est le cas dans les systèmes culasse-bougie d'allumage connus.

Les figures 5 à 7 montrent la disposition de l'électrode de masse 10, de la bougie d'allumage 2 et l'orientation de l'élément d'électrode 10B dans la chambre de combustion 14 d'une manière plus précise.

L'électrode de masse 10 ou l'élément d'électrode 10B en forme d'étrier est installé par rapport au carburant injecté par l'injecteur 23 dans la chambre de combustion 14, principalement sous la forme d'un jet pour que le mouvement d'étalement forcé du carburant dans la chambre de combustion 14 ne soit influencé ou perturbé qu'au minimum par l'électrode de masse 10. En d'autres termes, par rapport au carburant in- jecté dans la chambre de combustion 14, l'électrode de masse 10 est positionnée dans la chambre de combustion 14 pour que les jets de carburant chaque fois les plus proches selon les figures 6 et 7 soient allumés de manière garantie par les étincelles passant entre l'électrode centrale 9 et l'électrode de masse 10, pour allumer le mélange air- carburant dans la chambre de combustion 14.

L'allumage du mélange en mode stratifié pour un procédé de combustion conduit par jet, avec injection directe d'essence, est optimi- sé tout particulièrement si l'élément d'électrode en forme d'étrier de l'électrode de masse 10 est orienté dans la direction d'étalement des jets injectés, radialement, suivant une forme aérodynamique, et n'offre qu'une surface d'attaque aussi réduite que possible à la pulvérisation de carbu- rant et d'air. Ensuite, le jet éjecté par un injecteur à plusieurs orifices, un injecteur à jet conique ou aussi un injecteur à jet rotatif, arrive dans la chambre de combustion en étant perturbé ou gêné le moins possible par l'électrode de masse de la bougie d'allumage qui peut également comporter plusieurs éléments d'électrode en forme d'étriers ou d'éléments d'électrode réalisés différemment, mais cela d'une manière réduite pour son mouve- ment d'étalement préférentiel pour garantir une combustion optimale.

Les injecteurs connus en pratique introduisent le carburant de préférence par six à douze jets séparés dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne; ces jets sont répartis à la périphérie de la pointe de l'injecteur et sont allumés par les jets isolés, voisins de la bougie d'allumage 2 selon les figures 6 et 7; les jets représentés à la figure 6 du carburant injecté ont une géométrie de jet droite et les jets de la figure 7 arrivent dans la chambre de combustion 14 suivant un mouvement de rotation.

Selon un développement de l'objet de l'invention non repré- senté de manière détaillée, l'électrode de masse et son élément d'anneau de cercle sont fixés à rotation au culot de la bougie d'allumage et se placent dans une position de montage prédéfinie avec le culot qui se visse dans la culasse du moteur à combustion interne. Pendant le montage du culot de la bougie d'allumage, l'électrode de masse est tenue par l'installation d'orientation du dispositif de réception de la culasse, d'une manière solidaire en rotation dans une position de montage prédéfinie pendant que le culot est vissé d'une manière connue dans la culasse.

En variante de ce dernier développement de l'objet de l'invention on peut également réaliser l'électrode de masse comme pièce distincte accrochée au dispositif de réception, réalisée avec l'installation d'orientation de la culasse et qui est ensuite poussée dans le dispositif de réception de la culasse lorsqu'on visse le culot de la bougie d'allumage pour être bloquée dans une position de montage prédéfinie dans la culasse. L'électrode de masse comporte au niveau de son corps annulaire, du côté tourné vers la chambre de combustion, un siège d'étanchéité, de préférence un siège d'étanchéité conique, poussé par le culot vissé de la bougie d'allumage contre un siège d'étanchéité correspondant de la culasse de façon à réaliser l'étanchéité au gaz de la chambre de combustion.

De plus, à la fois l'électrode de masse sur son côté tourné vers le culot de la bougie que le culot de la bougie sur son côté tourné vers l'électrode de masse sont réalisés de façon que la chambre de combustion soit fermée de manière étanche aux gaz vis-à-vis de l'extérieur à la fois dans la zone comprise entre le culot de la bougie d'allumage et l'électrode de masse.

Pour cela, à la fois le culot et l'électrode de masse sont réalisés de préférence par rectification ou rectification de surfaces planes. Il est également possible de prévoir un élément d'étanchéité supplémentaire entre l'électrode de masse et la surface frontale du culot de la bougie d'allumage tournée vers la chambre de combustion, par exemple une rondelle en cuivre pour augmenter l'étanchéité.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1 ) Culasse (1) de moteur à combustion interne comprenant un dispositif de réception (6) pour fixer et installer une bougie d'allumage (2) pour qu'en position de montage, l'électrode centrale de la bougie pénètre dans la chambre de combustion (14) du moteur à combustion interne, caractérisée en ce que le dispositif de réception (6) comporte une installation d'orientation (18) pour monter l'électrode de masse (10) de la bougie d'allumage (2) dans une position de montage prédéfinie dans la chambre de combustion (14).

2 ) Culasse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'électrode de masse (10) comporte un élément d'anneau de cercle (10A) et au moins un élément d'électrode (10B) relié à l'élément d'anneau de cercle (10A) et ayant au moins sensiblement une forme d'étrier, l'élément d'anneau de cercle (10A) s'appliquant en position de montage par son côté tourné vers la chambre de combustion (14) contre une butée (15) du dis- positif de réception (6).

3 ) Culasse selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément d'anneau de cercle et/ou l'élément d'électrode en forme d'étrier comportent une cavité recevant en position de montage de l'électrode de masse, une partie en saillie de l'installation d'orientation pour bloquer en rotation l'électrode de masse.

4 ) Culasse selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément d'anneau de cercle (10A) et/ou l'élément d'électrode (10B) en forme d'étrier comportent un élément de prise qui vient en position de montage de l'électrode de masse (10) dans une cavité (17, 17A, 17B) de l'installation d'orientation (18) pour bloquer l'électrode de masse (10) dans une position de montage prédéfinie.

5 ) Culasse selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément d'électrode (10B) est réalisé sous la forme d'un élément de prise et la cavité (17, 17A, 17B) de l'installation d'orientation (18) constitue un passage dans la butée (15).

6 ) Culasse selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'électrode de masse (10) est bloquée dans la direction axiale de la bougie d'allumage (2) entre un anneau Seeger (21) installé dans une gorge périphérique (22) du dispositif de réception (6) et la butée (15) réalisée sur le côté de l'électrode de masse (10) à l'opposé de l'anneau Seeger (21) du dis-positif de réception (6).

7 ) Culasse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' en position de montage, l'électrode de masse (10) est poussée contre la butée (15) du dispositif de réception (6) par une installation de ressort (16) prévue entre le culot (3) de la bougie d'allumage (2) et son électrode de masse (10).

8 ) Bougie d'allumage (2) comportant au moins une électrode centrale (9), un culot (3) et une électrode de masse (10), caractérisée en ce que l'électrode de masse (10) est montée sur le culot (3) de façon à pouvoir ré- gler la position de montage de l'électrode de masse (10) dans la culasse (1) 25 d'un moteur à combustion interne, indépendamment de l'orientation du culot (3).

9 ) Bougie d'allumage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'électrode de masse (10) comporte au moins un élément d'anneau de cercle (10A) et au moins un élément d'électrode (10B), relié à l'élément d'anneau de cercle (10A) et qui a au moins sensiblement une forme d'étrier.

10 ) Bougie d'allumage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'électrode de masse (10) est réalisée comme composant séparé qui se place dans la culasse (1) dans une position de montage prédéfinie avant de visser le culot (3) de la bougie d'allumage (2).

11 ) Bougie d'allumage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'électrode de masse est fixée en rotation au culot et se monte en commun avec le culot.

12 ) Combinaison d'une culasse selon l'une des revendications 1 à 7 et d'une bougie d'allumage selon l'une des revendications 8 à 11.

13 ) Electrode de masse (10) pour une bougie d'allumage (2) comportant un élément d'anneau de cercle (10A) et au moins un élément d'électrode 15 (10B) relié à celui-ci.

14 ) Electrode de masse selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'élément d'électrode (10B) a une section au moins sensiblement rectan-20 gulaire.

15 ) Electrode de masse selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisée en ce que l'élément d'électrode (10B) est soudé à l'élément d'anneau de cercle (l0A).