BRPI0618542A2

BRPI0618542A2 - vela de ignição para o motor de combustão interna de um veìculo automotivo

Info

Publication number: BRPI0618542A2
Application number: BRPI0618542-8A
Authority: BR
Inventors: Marc Pariente; Xavier Jaffrezic
Original assignee: Renault Sa
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2011-09-06
Also published as: EP1949514A1; EP1949514B1; DE602006013867D1; RU2402126C2; FR2893455B1; US20090091232A1; FR2893455A1; JP4869351B2; RU2008123858A; ES2344157T3; US7915795B2; ATE465535T1; KR20080072651A; CN101310422A; CN101310422B; WO2007054648A1; JP2009516342A

Abstract

VELA DE IGNIçãO PARA O MOTOR DE COMBUSTãO INTERNA DE UM VEìCULO AUTOMOTIVO. Vela de ignição (1) para o motor de combustão interna de um veículo automotivo, de forma geral substancialmente cilíndrica, compreendendo: - uma parte inferior essencialmente capacitiva (C) compreendendo : - dois eletrodos coaxiais: um eletrodo interno de eixo (D) chamado o eletrodo central (3) e um eletrodo externo chamado o envoltório= (2) circundando o eletrodo central (3), - um bloco eletricamente isolante, chamado o isolante (4) inserido entre o eletrodo central (3) e o envoltório (2), - uma parte superior essencialmente indutiva (1) compreendendo: um mandril central (8) circundado por uma bobina (5), uma parte de extremidade baixa (57) que circunda uma parte de extremidade alta (31) do eletrodo central (3), - uma carcaça externa (6), - um isolante (7) inserido radialmente entre a carcaça(6) e a bobina (5), caracterizada em que a parte de extremidade alta (31) do eletrodo central (3) tem um revestimento (9) de material que: tem uma maior condutividade elétrica do que o material do eletrodo central (3), - não apresenta propriedades ferromagnéticas.

Description

"VELA DE IGNIÇÃO PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO"

A invenção refere-se a uma vela de ignição de geração de plasma, usada especialmente para a ignição de motores de combustão interna por meio de centelhas elétricas.

A vela de ignição para o motor de combustão interna de um veículo automotivo, tendo uma forma geral substancialmente cilíndrica, compreende:

- uma parte inferior essencialmente capacitiva, compreendendo:

- dois eletrodos coaxiais: um eletrodo interno com ura eixo conhecido como o eletrodo central (3) e um eletrodo externo conhecido como o envoltório circundando o eletrodo central, e

- um bloco eletricamente isolante conhecido como o isolante inserido entre o eletrodo central e o envoltório; e

- uma parte superior essencialmente indutiva, compreendendo:

- um mandril central circundado por uma bobina, cuja parte de extremidade baixa circunda uma parte de extremidade alta do eletrodo central,

- uma carcaça externa, e

- um isolante inserido radialmente entre a carcaça e a bobina.

As publicações FR 2 859 830, FR 2 859 569 e FR 2 859 831 referem-se a uma vela de múltiplas centelhas deste tipo integrando um ressonador em série. O enrolamento único das espiras da bobina permite que seja atingido um coeficiente de alta qualidade que é a relação entre a energia armazenada na estrutura e as perdas ôhmicas e dielétricas. Toda a energia é assim armazenada em forma magnética e transferida para a parte essencialmente capacitiva. Além disso, a parte da extremidade baixa da bobina circunda a parte da extremidade alta do eletrodo central. Esta zona de sobreposição eletromagnética induz correntes de Foucault no eletrodo central, que tem o efeito de criar uma resistência extra e, assim, de reduzir o coeficiente de sobretensão do conjunto bobina - vela de ignição.

A fim de aliviar estes inconvenientes, a invenção visa a diminuir a dissipação de energia eletromagnética induzida pelas correntes de Foucault no eletrodo central a fim de otimizar as propriedades da vela de ignição, particularmente um coeficiente de sobretensão elevada.

Para este efeito, a invenção propõe uma vela de ignição do tipo citado aqui acima, caracterizada em que a parte da extremidade alta do eletrodo central tem um revestimento de material que é mais eletricamente condutivo do que o material do eletrodo central e que não tem propriedades ferromagnéticas.

De acordo com outro aspecto da invenção, a espessura do revestimento é, pelo menos, igual à espessura da pele inicial do eletrodo central.

De acordo com outro aspecto da invenção, a altura axial do revestimento é, pelo menos, igual à altura da parte de extremidade alta do eletrodo central.

Outros aspectos e vantagens da invenção se tornarão evidentes na leitura da descrição das formas de realização exemplares com referência às figuras anexas.

A figura 1 mostra uma vista em seção esquemática ao longo do eixo Z da vela de ignição de plasma radiofreqüência, conforme a arte anterior.

A figura 2 mostra uma vista em seção esquemática ao longo do eixo Z de parte de uma vela de ignição de plasma radiofreqüência, compreendendo uma parte de extremidade baixa da bobina e uma parte de extremidade alta do eletrodo central de acordo com a técnica anterior.

A figura 3 mostra uma vista em seção de um eletrodo central de acordo com a invenção.

Os elementos idênticos ou similares são designados pelos mesmos números de referência.

Como mostrado na figura 1, uma vela de ignição de plasma radiofreqüência 1, tendo uma forma geral substancialmente cilíndrica com um eixo Z, inclui principalmente uma parte C inferior essencialmente capacitiva e uma parte superior I essencialmente indutiva conectadas em série, as partes C e I sendo substancialmente de forma alongada.

A parte C essencialmente capacitiva inclui, particularmente, um envoltório 2 para aterramento e circundando um eletrodo central substancialmente cilíndrico 3, com um eixo Z, que é o eletrodo de alta tensão. Um bloco eletricamente isolante, conhecido como "isolante" 4, está posicionado entre o envoltório 2 e o eletrodo central 3. Como é bem conhecido na técnica, o envoltório 2 tem, na face externa de sua parte inferior, que está mais próxima do cabeçote do cilindro do motor de combustão interna, provido com a vela de ignição 1, uma forma apropriada para instalar, manter e prendèr a vela de ignição 1 no cabeçote do cilindro (por exemplo, e em um modo não limitativo, como mostrado na figura 1: um filete de rosca).

A parte essencialmente indutiva I da vela de ignição 1 tem, a partir do interior para o exterior: um mandril central 8, uma bobina 5, um isolante 7, e uma carcaça externa 6.

O mandril central 8 tem uma forma geral cilíndrica com uma seção transversal circular, cujo eixo coincide aproximadamente com o eixo Z da vela de ignição 1. Ele é feito de um material isolante e não magnético.

A bobina 5 tem uma forma geral cilíndrica com uma seção transversal circular. Ela consiste de um arame enrolado de diâmetro D formando voltas contíguas 51 circundando o mandril central 8 partindo de uma primeira volta 51a tão distante como uma última volta 51b, estas constituindo as duas voltas de extremidade 51a, 51b, da bobina 5. A primeira volta 51a é conectada ao conector 12 e a última volta 51b é conectada, por meios apropriados 14, a uma extremidade interna do eletrodo central 3.

Como mostrado na figura 2, uma parte da extremidade baixa 57 da bobina 5 circunda uma parte da extremidade alta 31 do eletrodo central 3, que é inserida no mandril.

Como mostrado na figura 1, o isolante 7, que circunda a bobina 5, tem uma forma geral cilíndrica. Ele pode ser selecionado dentre vários materiais, como silicone.

A carcaça externa 6 tem uma forma geral cilíndrica. Ela é aterrada e circunda a bobina. A carcaça 6 tem uma função de blindagem eletromagnética. A carcaça 6 pode ser selecionada dentre um material não ferroso, altamente condutivo, como cobre.

Como visto na figura 3, de acordo com uma forma de realização da invenção, o eletrodo central 3 tem um revestimento 9. O revestimento 9 está localizado axialmente na parte da extremidade alta 31 do eletrodo central 3. Este revestimento 9 pode ser depositado, por exemplo, por eletrólise.

O revestimento é caracterizado ao ser mais eletricamente condutivo do que o material do eletrodo central 3 e não apresentar propriedades ferromagnéticas. Por exemplo, o eletrodo central 3 pode ser selecionado dentre níquel, cuja condutividade é 14,3 * IO6 S/m (Siemens/ metro), e o revestimento 9 pode ser selecionado dentre prata, cuja condutividade elétrica é 63 * IO6 S/m.

Com relação às dimensões de revestimento 9, nota-se:

- uma espessura E e

- uma altura H.

A espessura radial E é pelo menos igual à espessura da pele de um eletrodo central sem o revestimento 9. Deve-se lembrar que a espessura da pele é definida como a espessura no material em questão, após o que as correntes induzidas são reduzidas por um fator "e" (onde In(e) = 1). A espessura da pele pode ser calculada usando a seguinte equação: <formula>formula see original document page 6</formula>

onde:

• μ= permeabilidade,

· μ = μ0 . μτ, onde μτ = permeabilidade relativa do material e μ0 =

permeabilidade em um vácuo;

• s (S/m) = condutividade elétrica, e

• f (Hz) = freqüência em Hz.

A altura H é pelo menos igual à altura da parte de extremidade alta 31 do eletrodo central 3.

A parte de extremidade baixa 57 da bobina 5, circundando a parte de extremidade alta 31 do eletrodo central 3, é conhecida como a zona de sobreposição eletromagnética A. Esta zona A induz correntes de Foucault no eletrodo central 3. As perdas causadas pela corrente de Foucault são proporcionais ao quadrado da freqüência. A espessura da pele diminui em proporção à raiz quadrada da permeabilidade, a freqüência, a condutividade elétrica e as dimensões da peça em questão. Quanto mais espessa a peça for no plano perpendicular ao campo magnético em relação à espessura da pele, mais as correntes induzidas serão elevadas.

Porque as correntes de Foucault estão localizadas na espessura da pele do material do eletrodo central 3, uma forma de realização da invenção provê um revestimento 9 que substitui esta espessura da pele. Este revestimento 9 permite uma redução nas correntes de Foucault e a espessura da pele. Deste modo, a resistência do eletrodo central 3 é diminuída. O coeficiente de sobretensão é, assim, aumentado e, como resultado, o desempenho da vela de ignição é melhorado.

Esta invenção não é limitada à forma de realização descrita e ilustrada que foi dada a título de exemplo.

Claims

1. Vela de ignição (1) para o motor de combustão interna de um veículo automotivo, tendo uma forma geral substancialmente cilíndrica, compreendendo: uma parte inferior essencialmente capacitiva (C), compreendendo: - dois eletrodos coaxiais: um eletrodo interno com um eixo (Z) conhecido como o eletrodo central (3) e um eletrodo externo conhecido como o envoltório (2) circundando o eletrodo central (3), e - um bloco eletricamente isolante conhecido como o isolante (4) inserido entre o eletrodo central (3) e o envoltório (2); e uma parte superior essencialmente indutiva (I), compreendendo: - um mandril central (8) circundado por uma bobina (5), cuja parte de extremidade baixa (57) circunda uma parte de extremidade alta (31) do eletrodo central (3), - uma carcaça externa (6), e - um isolante (7) inserido radialmente entre a carcaça (6) e a bobina (5); caracterizada pelo fato de que a parte de extremidade alta (31) do eletrodo central (3) tem um revestimento (9) de material que: - é mais eletricamente condutivo do que o material do eletrodo central (3); e - não apresenta propriedades ferromagnéticas.

2. Vela de ignição (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a espessura radial (E) do revestimento (9) é pelo menos igual à espessura da pele inicial do eletrodo central (3).

3. Vela de ignição (1) de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a altura axial (H) do revestimento (9) é pelo menos igual que a altura da parte de extremidade alta (31) do eletrodo central (3).