L\'invention est relative £a une bougie d\'allumage, pour moteur thermique, comportant un culot m¢etallique avec une partie d\'extr¢emit¢e filet¢ee ext¢erieurement pour vissage dans un trou taraud¢e d\'une culasse, le culot supportant £a l\'int¢erieur un corps isolant, en particulier en c¢eramique, travers¢e par une ¢electrode centrale propre £a ¥etre reli¢ee £a une haute tension, une chambre annulaire ¢etant d¢elimit¢ee par une surface int¢erieure au niveau de la partie d\'extr¢emit¢e filet¢ee du culot et la surface ext¢erieure de l\'extr¢emit¢e du corps isolant, la bougie d\'allumage ¢etant en outre ¢equip¢ee d\'au moins un capteur de pression, en particulier du type r¢esistant, et ¢etant agenc¢ee pour soumettre ce capteur £a la pression d\'une chambre de combustion associ¢ee lorsque la bougie est en place.

La mesure de pression dans le cylindre d\'un moteur thermique est d\'une grande importance, compte tenu des calculs thermodynamiques ult¢erieurs qui peuvent ¥etre faits £a partir du cycle de pression.

La pr¢ecision de la mesure de la pression, ainsi que le calage angulaire du cycle sont pr¢epond¢erants pour le calcul de l\'¢energie d¢egag¢ee par la combustion.

Il a d¢ej£a ¢et¢e propos¢e de r¢ealiser cette mesure avec des capteurs pi¢ezo-¢electriques bas¢es sur des cristaux de quartz. Le cristal de quartz est comprim¢e par la pression r¢egnant dans le cylindre. L\'application de la pression sur le quartz g¢en£ere une quantit¢e de courant, qui s\'exprime en picocoulombs, laquelle doit ¥etre amplifi¢ee dans un amplificateur de charge. Cette solution est £a la fois on¢ereuse pour le capteur et pour l\'amplificateur, et sa mise en oeuvre est difficile car une d¢erive de la minuscule quantit¢e de courant est fr¢equente. Ce type de mesure s\'accompagne d\'une proc¢edure et de v¢erifications fr¢equentes des mat¢eriels.

En outre, un capteur pi¢ezo-¢electrique donne une bonne repr¢esentation de la diff¢erence ou de la variation de pression appliqu¢ee sur le capteur, mais ne fournit pas la valeur r¢eelle ou absolue de la pression. L\'¢etalonnage de ce d¢ecalage ou \"offset\" est toujours un probl£eme.

On a donc propos¢e de remplacer les capteurs pi¢ezo-¢electriques par des capteurs pi¢ezo-r¢esistifs. Ces derniers pr¢esentent deux avantages : ils donnent la valeur r¢eelle de la pression absolue, l\'amplification du signal de sortie est tr£es simple, par un pont de Wheatstone.

Par contre, les capteurs pi¢ezo-r¢esistifs pr¢esentent l\'inconv¢enient d\'une mauvaise r¢esistance £a la temp¢erature. Il est cependant possible de trouver actuellement des capteurs pi¢ezo-r¢esistifs capables de supporter des temp¢eratures de l\'ordre de 250 DEG C, ce qui est suffisant pour une implantation dans des bougies d\'allumage.

Diverses solutions ont ¢et¢e propos¢ees pour l\'implantation de capteurs, en particulier de capteurs pi¢ezo-r¢esistifs, dans la bougie.

Toutefois, les implantations propos¢ees jusqu\'£a ce jour ne donnent pas enti£ere satisfaction car elles perturbent le d¢eroulement de la combustion et conduisent £a des valeurs de pression mesur¢ees diff¢erentes des valeurs r¢eelles. Certaines implantations faisant intervenir un trou de volume non n¢egligeable pour amener la pression sur le capteur modifient le volume de la chambre et donnent naissance £a des signaux r¢esonnants non conformes au ph¢enom£ene r¢eel de combustion.

La pr¢esente invention a pour but, principalement, de proposer une implantation du capteur de pression, en particulier d\'un capteur pi¢ezo-r¢esistif, qui ¢evite toute modification sensible du d¢eroulement de la combustion et qui permette d\'obtenir des valeurs de pression mesur¢ees aussi exactes que possible, tout en assurant une bonne protection du capteur contre la chaleur.

Selon l\'invention, une bougie d\'allumage pour moteur thermique, du type d¢efini pr¢ec¢edemment, ¢equip¢ee d\'un capteur de pression, est caract¢eris¢ee par le fait que le capteur de pression est implant¢e dans la partie d\'extr¢emit¢e filet¢ee du culot d¢elimitant la chambre annulaire, £a l\'ext¢erieur radialement de la surface interne de cette partie d\'extr¢emit¢e de mani£ere telle que la g¢eom¢etrie de la chambre annulaire ne soit pas modifi¢ee par la pr¢esence du capteur.

De pr¢ef¢erence la partie d\'extr¢emit¢e filet¢ee du culot comporte, vers l\'int¢erieur, un ¢evidement pour recevoir une virole propre £a reproduire la g¢eom¢etrie de la chambre annulaire ; la virole comporte, sur sa surface externe, un logement pour le capteur qui est ainsi enferm¢e dans un espace clos limit¢e par la virole et la paroi de l\'¢evidement, au moins un trou de diam£etre r¢eduit ¢etant pr¢evu dans la paroi de la virole pour admettre la pression de la chambre de combustion sur le capteur.

L\'espace clos laiss¢e au capteur le prot£ege contre la temp¢erature de la chambre de combustion.

Dans une variante, le capteur est coll¢e sur la face externe du logement de la virole et le trou d¢ebouche dans ledit logement £a distance du capteur, de fa©con que ce dernier soit soumis £a la pression de la chambre de combustion par sa face oppos¢ee £a celle qui est coll¢ee £a la virole.

Dans une autre variante, le capteur est coll¢e sur la face externe du logement de la virole et le trou d¢ebouche sur la face du capteur qui est coll¢ee £a la virole.

La virole peut ¥etre coll¢ee dans l\'¢evidement de la partie d\'extr¢emit¢e filet¢ee du culot. Le capteur peut ¥etre coll¢e dans le logement de la virole.

Dans une forme de r¢ealisation particuli£ere, au moins une ¢electrode de masse est reli¢ee au culot et £a la masse, les pointes desdites ¢electrodes ¢etant espac¢ees d\'une distance pr¢ed¢etermin¢ee. La virole peut comporter au moins une rainure pour le passage de la (des) ¢electrode(s) de masse.

Le capteur de pression peut ¥etre diam¢etralement oppos¢e £a l\'¢electrode de masse.

Plusieurs capteurs de pression peuvent ¥etre pr¢evus sur la virole.

Dans une autre forme de r¢ealisation, la virole comporte au moins une extension axiale formant une ¢electrode de masse, les pointes de l\'¢electrode centrale et de la (des) ¢electrode(s) de masse ¢etant espac¢ees d\'une distance pr¢ed¢etermin¢ee.

Avantageusement, au moins un canal est perc¢e dans le culot, parall£element £a l\'axe de la bougie, et d¢ebouche £a une extr¢emit¢e dans l\'espace clos o£u est log¢e le capteur et £a son autre extr¢emit¢e dans un espace reli¢e £a l\'ext¢erieur, ce canal permettant le passage de fils conducteurs pour la sortie des signaux ¢electriques du capteur de pression.

Au moins un capteur de temp¢erature peut en outre ¥etre pr¢evu sur la virole.

L\'invention est ¢egalement relative £a un moteur thermique dont le ou les cylindres sont ¢equip¢es de telles bougies.

L\'invention consiste, mises £a part les dispositions expos¢ees ci-dessus, en certaines autres dispositions expos¢ees £a propos de deux modes de r¢ealisation particuliers d¢ecrits en d¢etail avec r¢ef¢erence aux dessins ci-annex¢es, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ces dessins, est une coupe sch¢ematique axiale verticale, avec partie en ext¢erieur, d\'une bougie selon un premier mode de r¢ealisation de l\'invention ; La figure 2 est une vue £a plus grande ¢echelle de l\'extr¢emit¢e de la bougie avec les pointes des ¢electrodes et le capteur de pression ; La figure 3 est une vue en perspective de la virole ; La figure 4 est une vue analogue £a la figure 1, mais repr¢esentant un deuxi£eme mode de r¢ealisation de la bougie de l\'invention ; La figure 5 est une vue agrandie d\'un d¢etail encercl¢e sur la figure 4, et rep¢er¢e par le chiffre V ;

La figure 6 est une vue en ¢el¢evation de la virole de la figure 4 ; La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6.

En se reportant £a la figure 1 des dessins, on peut voir une bougie d\'allumage 1 pour moteur thermique, selon un premier mode de r¢ealisation de l\'invention, comportant un culot m¢etallique 2 ayant une partie d\'extr¢emit¢e 3 filet¢ee ext¢erieurement pour vissage dans un trou taraud¢e d\'une culasse (non repr¢esent¢ee) s\'ouvrant dans une chambre de combustion d\'un cylindre (non repr¢esent¢e).

Le culot 2 supporte, £a l\'int¢erieur, un corps isolant 4 en c¢eramique travers¢e par une ¢electrode centrale 5 reli¢ee, par une tige de connexion 6, £a une borne 7 sur laquelle est appliqu¢ee une haute tension ¢electrique, £a des instants appropri¢es.

Une seconde ¢electrode 8 reli¢ee au culot 2 est constitu¢ee par une barrette m¢etallique, recourb¢ee £a angle droit vers l\'int¢erieur. Les pointes des deux ¢electrodes sont espac¢ees d\'une distance pr¢ed¢etermin¢ee pour la production d\'une ¢etincelle. L\'¢electrode 8 est reli¢ee £a la masse par l\'interm¢ediaire du culot 2 viss¢e dans la culasse. Dans l\'exemple repr¢esent¢e sur Fig.1, le culot 2 comporte, sensiblement £a mi-longueur, une partie 9 en forme d\'¢ecrou pour vissage et d¢evissage. Une ¢etanch¢eit¢e est r¢ealis¢ee entre le culot 2 et la culasse du c¥ot¢e de l\'¢ecrou 9 oppos¢e £a la borne 7.

Une chambre annulaire 10, s\'ouvrant vers la chambre de combustion lorsque la bougie 1 est en place sur la culasse, est d¢elimit¢ee par la surface int¢erieure cylindrique 11 de la partie filet¢ee 3 et par la surface ext¢erieure 12 de l\'extr¢emit¢e du corps isolant 4 voisine de la pointe de l\'¢electrode 5. Dans l\'exemple repr¢esent¢e, la surface 12 est l¢eg£erement tronconique, sa petite base ¢etant situ¢ee vers la pointe de l\'¢electrode 5.

Le corps isolant 4 comporte un ¢epaulement tronconique 4a en appui de mani£ere ¢etanche, par exemple avec interposition d\'un joint en cuivre, contre un autre ¢epaulement int¢erieur tronconique 3a de la partie filet¢ee 3. Le corps isolant 4 peut ¥etre bloqu¢e dans le culot 2 par un manchon 12 prenant appui axialement contre un bourrelet 13 du corps 4, le manchon 12 ¢etant engag¢e et bloqu¢e dans le culot 2 £a l\'extr¢emit¢e oppos¢ee aux pointes des ¢electrodes.

La bougie d\'allumage 1 est ¢equip¢ee d\'un capteur de pression C pi¢ezo-r¢esistif. Ce capteur de pression C est implant¢e dans la partie d\'extr¢emit¢e 3 du culot d¢elimitant la chambre annulaire 10, £a l\'ext¢erieur radialement de la surface interne 11 de mani£ere telle que la g¢eom¢etrie de la chambre annulaire ne soit pas modifi¢ee par la pr¢esence du capteur.

Autrement dit, la surface interne 11 de la chambre annulaire 10 d\'une bougie ¢equip¢ee d\'un capteur selon l\'invention conserve la m¥eme forme cylindrique et les m¥emes dimensions que dans une bougie non ¢equip¢ee du capteur C. Il n\'y a donc aucune modification de la micro-g¢eom¢etrie de l\'espace 10 de fa©con £a ne pas modifier le d¢eroulement de la combustion.

Selon une solution avantageuse, la partie d\'extr¢emit¢e 3 comporte, vers l\'int¢erieur, un ¢evidement 14 ¢etag¢e comprenant un premier al¢esage cylindrique 14a coaxial £a l\'¢electrode centrale 5. Cet al¢esage 14a d¢ebouche vers la chambre de combustion et, de l\'autre c¥ot¢e, s\'¢etend jusqu\'£a un d¢ecrochement 15 radial vers l\'int¢erieur. Un deuxi£eme al¢esage 14b de diam£etre plus petit que l\'al¢esage 14a, fait suite au d¢ecrochement 15 sur une longueur axiale inf¢erieure £a celle de l\'al¢esage 14a. L\'extr¢emit¢e de cette deuxi£eme partie 14b est marqu¢ee par un d¢ecrochement radial 16 vers l\'int¢erieur qui permet de rejoindre la surface cylindrique 11 de l\'al¢esage d\'extr¢emit¢e de la partie 3.

Une virole 17 m¢etallique est pr¢evue pour se loger dans l\'¢evidement 14 et pour reproduire la g¢eom¢etrie de la chambre annulaire 10. La virole 17 remplit l\'¢evidement 14 de telle sorte que la surface cylindrique int¢erieure 17i de la virole se trouve dans l\'alignement de la partie sup¢erieure de la surface cylindrique 11 qu\'elle reconstitue et prolonge jusqu\'£a l\'extr¢emit¢e ouverte vers la chambre de combustion.

La virole 17 comporte un manchon 17a qui vient se loger dans la partie 14a de l\'¢evidement 14, surmont¢e d\'une collerette 17b moins ¢epaisse, qui vient remplir la partie 14b de l\'¢evidement. Sur la surface externe cylindrique de la virole 17, un logement 18, r¢ealis¢e par exemple par fraisure, est pr¢evu pour recevoir le capteur C. Le logement 18 est limit¢e, du c¥ot¢e de la chambre de combustion, par un ¢epaulement 19, tandis qu\'il est ouvert du c¥ot¢e oppos¢e.

Une rainure 20, parall£ele £a l\'axe de la virole 17 est usin¢ee, par exemple dans une position diam¢etralement oppos¢ee au logement 18, dans la surface externe de la virole pour permettre le passage de l\'¢electrode 8, avant son pliage, lors du montage de la virole 17 dans le culot 3 de la bougie.

La fixation de la virole 17 dans l\'¢evidement 14 du culot 3 peut ¥etre r¢ealis¢ee par collage.

Au moins un canal 21 est perc¢e dans le culot, parall£element £a l\'axe de la bougie, pour d¢eboucher, £a une extr¢emit¢e, dans la partie 14a de l\'¢evidement 14. A son autre extr¢emit¢e, le canal 21 d¢ebouche dans un espace 22 reli¢e £a l\'ext¢erieur.

La liaison de l\'espace 22 avec l\'ext¢erieur peut ¥etre assur¢ee par au moins une rainure 13a pr¢evue dans le bourrelet 13. Selon une autre possibilit¢e, la sortie des fils de liaison du capteur C peut ¥etre assur¢ee par un trou oblique 22a pr¢evu dans la paroi du culot 2 au voisinage de l\'¢ecrou 9, du c¥ot¢e de cet ¢ecrou oppos¢e £a l\'extr¢emit¢e filet¢ee 3.

Le capteur C peut ¥etre fix¢e dans le logement 18 par collage. Au montage, les fils de liaison du capteur sont engag¢es dans le canal 21, alors que la virole 17 est orient¢ee angulairement de telle sorte que le logement 18 soit centr¢e sur le canal 21. L\'¢electrode 8 n\'est pas encore recourb¢ee vers l\'int¢erieur de sorte que la virole 17 peut ¥etre engag¢ee par coulissement et coll¢ee dans l\'¢evidement 14, l\'¢electrode 8 passant dans la rainure 20. Apr£es mise en place de la virole 17, l\'¢electrode 8 peut ¥etre recourb¢ee £a angle droit.

Au moins un trou 23 de diam£etre r¢eduit, de l\'ordre de quelques dixi£emes de millim£etre, est pr¢evu dans la partie mince 24 de la virole limitant le logement 18 vers l\'int¢erieur. De pr¢ef¢erence, plusieurs trous 23 sont pr¢evus pour ¢etablir une communication entre le logement 18 et la chambre 10, de sorte que le capteur C soit soumis £a la pression r¢egnant dans la chambre de combustion. Le ou les trous 23 ne posent pas de probl£eme de r¢esonance car leur diam£etre est extr¥emement petit et leur longueur est r¢eduite car l\'¢epaisseur de la partie 24 de la paroi est faible, de l\'ordre de quelques dixi£emes de millim£etres.

Selon l\'invention, le capteur C est log¢e dans un espace clos, prot¢eg¢e de la temp¢erature de la chambre de combustion.

Plusieurs cellules de capteur de pression peuvent ¥etre install¢ees £a la p¢eriph¢erie de la virole 17, avant son collage sur le culot de la bougie, d\'une mani£ere semblable £a celle d¢ecrite £a propos du logement 18.

De m¥eme, des capteurs de temp¢erature peuvent ¥etre install¢es sur la virole 17 avant son collage.

Le passage et la sortie des fils de liaison des capteurs par des canaux tels que 21 qui peuvent ¥etre bouch¢es de mani£ere ¢etanche, permet de supprimer les probl£emes de temp¢erature et d\'¢etanch¢eit¢e.

Sur les figures 4 £a 7, on a repr¢esent¢e un deuxi£eme mode de r¢ealisation de la bougie de l\'invention, dont les ¢el¢ements identiques ou analogues £a ceux du premier mode de r¢ealisation portent les m¥emes chiffres de r¢ef¢erence augment¢es d\'une centaine.

La bougie 101 selon le second mode de r¢ealisation comporte une ¢electrode de masse 108 qui fait corps avec la virole 117 et qui est constitu¢ee par une barrette m¢etallique s\'¢etendant sensiblement parall£element £a l\'axe de la bougie, £a partir de la paroi cylindrique de la virole 117 vers l\'ext¢erieur de la bougie, avec sa portion d\'extr¢emit¢e recourb¢ee £a angle droit vers l\'int¢erieur. Les pointes des deux ¢electrodes 108 et 105 sont espac¢ees d\'une distance pr¢ed¢etermin¢ee pour la production d\'une ¢etincelle. L\'¢electrode 108 est reli¢ee £a la masse par l\'interm¢ediaire du culot 102 viss¢e dans la culasse.

La chambre annulaire 110, s\'ouvrant vers la chambre de combustion, lorsque la bougie 101 est en place sur la culasse, est d¢elimit¢ee par la surface int¢erieure cylindrique 117i de la virole 117 et par la surface ext¢erieure tronconique 112 de l\'extr¢emit¢e du corps isolant 104, voisine de la pointe de l\'¢electrode 105.

Le capteur de pression C est implant¢e dans la partie d\'extr¢emit¢e 103 du culot d¢elimitant la chambre annulaire 110, £a l\'ext¢erieur radialement de la surface interne 117i de la virole 117, de mani£ere telle que la g¢eom¢etrie de la chambre annulaire ne soit pas modifi¢ee par la pr¢esence du capteur. Cette partie d\'extr¢emit¢e 103 comporte, vers l\'int¢erieur, un ¢evidement 114 contre la surface lat¢erale duquel est coll¢ee la partie cylindrique ext¢erieure de la virole 117. La virole 117 remplit compl£etement l\'¢evidement 114 de telle sorte que sa surface cylindrique int¢erieure 117i se trouve dans l\'alignement de la partie interne du culot 103, au-dessus de l\'¢evidement 114.

Sur la surface externe cylindrique de la virole 117, un logement 118 sensiblement en forme de L est r¢ealis¢e, par exemple par fraisure. La grande jambe de ce logement 118 s\'¢etend parall£element £a l\'axe de la bougie et d¢ebouche vers l\'int¢erieur de la bougie, £a l\'oppos¢e de l\'¢electrode 108. L\'autre petite jambe 119 du logement 118 s\'¢etend sur un arc de cercle et le trou 123 d¢ebouche dans la petite jambe 119, £a distance du capteur C qui est log¢e dans la grande jambe du logement 118. Le trou 123 est form¢e dans une portion de paroi mince 124 de la virole 117, cette portion de paroi mince 124 ¢etant d¢efinie au droit du logement 118 en L. Bien entendu, il pourrait y avoir plusieurs trous 123, £a condition que ces derniers ne d¢ebouchent pas au droit du capteur C.

Au moins un canal est perc¢e dans le culot 102, parall£element £a l\'axe de la bougie, pour d¢eboucher, £a une extr¢emit¢e dans l\'¢evidement 114 et, £a son extr¢emit¢e oppos¢ee dans un espace 122 reli¢e £a l\'ext¢erieur. Ce canal est destin¢e £a recevoir un c¥able de liaison 121 pour le capteur C, le c¥able 121 ¢etant destin¢e £a traverser un trou oblique pr¢evu dans la paroi du culot 102 au voisinage de l\'¢ecrou 109, du c¥ot¢e de cet ¢ecrou oppos¢e £a l\'extr¢emit¢e filet¢ee 103. Comme mieux visible sur la figure 5, le c¥able de liaison est constitu¢e d\'une gaine 121 coll¢ee ou bras¢ee £a la surface externe cylindrique de la virole 117 et d\'une pluralit¢e de fils de mesure 121a qui s\'¢etendent £a l\'int¢erieur de la gaine. Une garniture d\'¢etanch¢eit¢e 125 est agenc¢ee dans le logement 118 de fa©con £a assurer l\'¢etanch¢eit¢e entre les fils 121a et le capteur C.

Sur la figure 4, est visible un joint d\'¢etanch¢eit¢e en appui contre la partie 109 du culot 102 de la bougie et destin¢e £a venir en appui contre la culasse.

Le fait de pr¢evoir l\'¢electrode de masse 108 directement sur la virole 117 permet un usinage plus facile. Bien entendu, il est possible de pr¢evoir une bougie £a plusieurs ¢electrodes de masse ou bien une bougie £a ¢electrode de masse annulaire, comme cela est le cas pour les bougies de moteur de comp¢etition.

Dans le cas d\'une bougie £a une seule ¢electrode de masse, illustr¢ee sur les figures 1 £a 7, l\'¢etincelle peut ¢eclater axialement entre l\'extr¢emit¢e inf¢erieure de l\'¢electrode 5, 105 et l\'¢electrode de masse 8, 108 en vis-£a-vis. Dans le cas d\'une bougie £a plusieurs ¢electrodes de masse, celles-ci ont leur extr¢emit¢e inf¢erieure recourb¢ee radialement vers l\'¢electrode centrale, de fa©con que la ou les ¢etincelles ¢eclatent radialement. Dans le cas des bougies pour moteurs de comp¢etition £a ¢electrode de masse annulaire, la virole comporte une collerette interne radialement saillante vers l\'¢electrode centrale pour que l\'¢etincelle ¢eclate n\'importe o£u sur la p¢eriph¢erie de l\'¢electrode centrale.