BR112014019843B1

BR112014019843B1 - vela de ignição e vela de ignição de câmara de turbulência

Info

Publication number: BR112014019843B1
Application number: BR112014019843-8A
Authority: BR
Inventors: Hermann Kersting; Jorge Diaz Alfonso
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2013-01-02
Publication date: 2021-01-26
Also published as: US9166378B2; EP2815472B1; AU2013220663B2; BR112014019843A2; US20150028737A1; DE102012202335A1; EP2815472A1; WO2013120632A1; AU2013220663A1; CN104106186B; BR112014019843A8; CN104106186A

Abstract

VELA DE IGNIÇÃO, ESPECIALMENTE VELA DE IGNIÇÃO DE CÂMARA DE TURBULÊNCIA. Vela de ignição (1), compreendendo um eletrodo central (3), se estendendo ao longo de um eixo longitudinal (2) da vela de ignição (1) com uma primeira área de centelha (6), e um eletrodo de massa (4), com uma segunda área de centelha (8), sendo que a primeira área de centelha (6) está disposta defronte a segunda área de centelha (8), de modo que entre a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (8) possa ser produzida uma centelha de ignição.O eletrodo central (3) é girável coaxialmente ao eixo longitudinal (2) com relação ao eletrodo de massa (4), e/ou o eletrodo de massa (4) é girável coaxialmente ao eixo longitudinal (2) com relação ao eletrodo central (3). A primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (7) estão de tal maneira inclinadas que mediante rotação do eletrodo central (3), com relação ao eletrodo de massa (4), e/ou do eletrodo de massa (4) com relação ao eletrodo central (3) é ajustável uma distância (18) entre a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (8).

Description

ESTADO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a uma vela de ignição, espe cialmente uma vela de ignição de câmara de turbulência. De preferência, a vela de ignição de câmara de turbulência é empregada para motores a gás estacionários.

[002] Velas de ignição de câmara de turbulência anteriormente co nhecidas são empregadas, fundamentalmente, em grandes motores a gás. Nessas velas de ignição, o tempo de vida da vela de ignição é um parâmetro econômico e técnico determinante, pois as próprias velas de ignição e sua troca são relativamente caras. Em velas de ignição de câmara de turbulência anteriormente conhecidas, as áreas de aço inoxidável dos eletrodos, em que surge a centelha, é configurada tão grande quanto possível. Deve então ser empregado um aço inoxidável muito caro, pois o material não pode ser aproveitado na espessura. Ademais, as distâncias dos eletrodos em velas de ignição de câmara de turbulência anteriormente conhecidas não podem ser reajustadas, pois a cobertura formando ou encerrando a câmara de turbulência não possibilita o acesso aos eletrodos. A figura 1 mostra uma vela de ignição de câmara de turbulência 30 em um corte perpendicularmente ao eixo lon-gitudinal. Pode-se ver um eletrodo central 3 e um eletrodo de massa 4. No eletrodo central 3 e no eletrodo de massa 4 estão executadas respectivamente quatro áreas de centelha 31. As áreas de centelha 31 se encontram em plaquinhas de aço inoxidável. Na vela de ignição de câmara de turbulência 30 anteriormente conhecida, a distância entre as áreas de centelha 31 não é regulável ou reajustável.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[003] A vela de ignição, conforme a invenção, possibilita, então, regular ou reajustar a fenda entre as áreas de centelha, com o que as plaquinhas de aço inoxidável empregadas podem ser executadas menores. Assim podem ser reduzidos os custos de produção da vela de ignição e, simultaneamente, aumentado o tempo de vida ou a vida útil da vela de ignição, de modo que é melhorada a relação custo-benefício. Todas essas vantagens são alcançadas por uma vela de ignição compreendendo um eletrodo central se estendendo ao longo de um eixo longitudinal da vela de ignição com ao menos uma primeira área de cen-telha, e um eletrodo de massa com ao menos uma segunda área de centelha. A primeira área de centelha fica então disposta defronte à segunda área de centelha, de modo que entre as duas áreas de centelha pode ser produzida uma centelha de ignição. O eletrodo central é girável coaxialmente ao eixo longitudinal com relação ao eletrodo de massa, e/ou o eletrodo de massa é girável coaxialmente ao eletrodo central com relação ao eixo central. Além disso, a primeira área de centelha e a se-gunda área de centelha são de tal maneira inclinadas que, mediante rotação do eletrodo central com relação ao eletrodo de massa, e/ou mediante rotação do eletrodo de massa com relação ao eletrodo central é ajustável, portanto váriável, uma distância entre a primeira área de centelha e a segunda área de centelha. O eletrodo central fica disposto naturalmente isolado com relação ao eletrodo de massa, de modo que quando da aplicação de uma corrente, resulte a centelha de ignição entre as respectivas áreas de centelha.

[004] Para definição da inclinação das áreas de centelha é definido um plano. Nesse plano se encontra o eixo longitudinal da vela de ignição e esse plano corta no meio a respectiva área de centelha. De preferência, a primeira área de centelha e a segunda área de centelha contraposta ficam inclinadas com um ângulo > 0 para com esse plano. De preferência, esse ângulo se situa entre 5° e 90°. Especialmente de preferência, o ângulo se situa entre 30° e 60°. Além disso, respectivamente as áreas de centelha contrapostas ficam dispostas paralelas entre si. Resulta assim, ao menos no estado de fornecimento da vela de ignição, uma distância uniforme por toda a área das áreas de centelha.

[005] É ainda preferido que a primeira área de centelha seja for mada em uma primeira lâmina de aço inoxidável do eletrodo central, e que a segunda área de centelha seja formada em uma segunda lâmina de aço inoxidável do eletrodo central. Essas lâminas de aço inoxidável são componentes fixos do respectivo eletrodo, de modo que mediante rotação do respectivo eletrodo também as lâminas de aço inoxidável e as áreas de centelha sobre elas formadas giram conjuntamente.

[006] Está ainda previsto que a primeira área de centelha e a se gunda área de centelha sejam áreas planas ou arredondadas.

[007] De preferência, no eletrodo central podem estar executadas várias primeiras áreas de centelha distribuídas pela periferia, e no eletrodo de massa várias segundas áreas de centelha distribuídas pela periferia. De modo especialmente preferido, para cada área de centelha está prevista respectivamente uma lâmina de aço inoxidável. Além disso, cada par de primeira área de centelha e segunda área de centelha apresentam a mesma distância. Além disso, de preferência todas as áreas de centelha estão de tal maneira dispostas que apresentam a mesma inclinação, de modo que, quando do deslocamento da distância em cada par de áreas de centelha, sempre predomina a mesma distância.

[008] Para configurar o eletrodo central giratório relativamente ao eletrodo de massa é previsto, de preferência, que uma extremidade do eletrodo central oposta à câmara de combustão seja simétrica em rotação com relação ao eixo longitudinal da vela de ignição. Com essa extremidade oposta à câmara de combustão, o eletrodo central encaixa em um Panat da vela de ignição. O eletrodo central então encaixa de tal maneira no Panat que o eletrodo central é giratório com relação ao Pa- nat. De preferência, a superfície da extremidade do eletrodo central oposta à câmara de combustão é umedecida com um meio de deslizamento, de modo que após a consolidação do Panat, o eletrodo central continua girável com relação ao Panat. Esse meio de deslizamento é de tal maneira executado que é eletricamente condutor e termicamente resistente e não reage quimicamente com o Panat.

[009] Além disso, de preferência, no eletrodo central está previsto, do lado da câmara de combustão, um engate de ferramenta. Por exemplo, esse engate de ferramenta é executado como sextavado interno, fenda ou fenda em cruz. Nesse engate de ferramenta, para ajuste da distância entre as áreas de centelha, pode ser engatada uma ferramenta. Mediante rotação da ferramenta, então, o eletrodo central é girado relativamente ao eletrodo de massa coaxialmente ao eixo longitudinal da vela de ignição. Especialmente esse engate de ferramenta é executado em uma extremidade frontal do eletrodo central do lado da câmara de combustão.

[0010] A invenção compreende, ainda, uma vela de ignição de câ mara de turbulência. Essa vela de ignição de câmara de turbulência é executada como a vela de ignição anteriormente descrita e apresenta, adicionalmente, uma cobertura disposta do lado da câmara de combustão. Essa cobertura disposta do lado da câmara de combustão está unida especialmente com um alojamento da vela de ignição. No interior da cobertura está executada uma câmara de turbulência. A cobertura recobre assim ao menos parcialmente a extremidade do eletrodo central do lado da câmara de combustão, bem como o eletrodo de massa. As configurações vantajosas, descritas no âmbito da vela de ignição conforme a invenção têm uso correspondentemente vantajoso na vela de ignição de câmara de turbulência conforme a invenção.

[0011] De preferência é previsto que o eletrodo de massa esteja unido à prova de rotação com a cobertura, e que a cobertura seja girável coaxialmente ao eixo longitudinal com relação ao eletrodo central para ajuste da distância entre a primeira área de centelha e a segunda área de centelha. Especialmente, então, o eletrodo de massa está unido com a cobertura também de modo eletricamente condutor. A cobertura está unida de modo eletricamente condutor com o alojamento da vela de ignição de câmara de turbulência. Para a possibilidade de rotação da cobertura e, assim, para a possibilidade de rotação do eletrodo de massa, a cobertura está unida, de preferência, de modo rotativo com o alojamento da vela de ignição de câmara de turbulência.

[0012] Adicionalmente ou alternativamente à disposição giratória da cobertura e do eletrodo de massa, na vela de ignição de câmara de turbulência é também possível executar o eletrodo central giratório. Especialmente, para isso, está prevista uma abertura de ferramenta na cobertura, Nessa abertura de ferramenta pode ser encaixada uma ferramenta para rotação do eletrodo central. Especialmente, essa abertura de ferramenta se encontra em uma extremidade da cobertura do lado da câmara de combustão. De modo especialmente preferido, o eixo longitudinal da vela de ignição da câmara de turbulência se estende através dessa abertura de ferramenta. Assim, com uma ferramenta se pode engatar coaxialmente no engate de ferramenta do eletrodo central.

[0013] Como o ajuste ou reajuste da distância, ao menos na vela de ignição de câmara de turbulência, deve ser feito sem vista para a distância entre as áreas de centelha, de preferência são propostas as seguintes etapas para o ajuste da distância: Inicialmente, ocorre uma rotação do eletrodo central e/ou do eletrodo de massa, até a primeira área de centelha tocar a segunda área de centelha. A correspondente resistência a ser medida importa, nesse caso, entre o eletrodo central e o eletrodo de massa 0 Q. Em uma próxima etapa, o eletrodo de massa e/ou o eletro central é recuado a um determinado ângulo, para que a distância de eletrodo atinja o valor predefinido ou desejado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] A seguir serão descritos em detalhe exemplos de execução da invenção com referência ao desenho em apenso. Mostram:

[0015] Figura 1 - um corte perpendicular ao eixo longitudinal de uma vela de ignição anteriormente conhecida,

[0016] Figura 2 - um corte perpendicular ao eixo longitudinal de uma vela de ignição, segundo a invenção, conforme um primeiro e um segundo exemplo de execução,

[0017] Figura 3 - uma vista em detalhe da figura 2,

[0018] Figura 4 - um corte paralelo ao eixo longitudinal da vela de ignição ,segundo a invenção, conforme o primeiro exemplo de execução,

[0019] Figura 5 - um corte paralelo ao eixo longitudinal da vela de ignição, segundo a invenção, conforme o segundo exemplo de execução, e

[0020] Figura 6 - diversas configurações dos eletrodos para a vela de ignição, segundo a invenção, do primeiro e segundo exemplo de execução.

FORMAS DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

[0021] A seguir, com base nas Figuras 2 e 3 será explicada em de talhe uma vela de ignição 1, executada como vela de ignição de câmara de turbulência, para ambos os exemplos de execução.

[0022] A Figura 4 mostra a execução especial da vela de ignição 1 conforme o primeiro exemplo de execução. A figura 5 mostra a execução especial da vela de ignição 1 conforme o segundo exemplo de execução. Com base na Figura 6 são explicados detalhes de ambos os exemplos de execução. Componentes iguais ou funcionalmente iguais estão providos das mesmas referências em todos os exemplos de execução.

[0023] A Figura 2 mostra a vela de ignição 1. É mostrado um corte por um eixo longitudinal 2 da vela de ignição 1. A vela de ignição 1 compreende um eletrodo central 3 e um eletrodo de massa 4. No eletrodo central 3 estão executadas quatro primeiras lâminas de aço inoxidável 5. Em cada uma das lâminas de aço inoxidável 5 se encontra uma primeira área de centelha 6. O eletrodo de massa 4 abrange quatro segundas lâminas de aço inoxidável 7. Em cada uma das segundas lâminas de aço inoxidável 7 está executada uma segunda área de centelha 8. Resultam assim quatro pares de áreas de centelha. Respectivamente uma primeira área de centelha 6 se contrapõe a uma segunda área de centelha 8. As primeiras e segundas áreas de centelha são executadas respectivamente planas.

[0024] A Figura 3 mostra um recorte de detalhe da Figura 2. Na Fi gura 3 está registrada uma distância 18. Pela execução plana da primeira e da segunda áreas de centelha 6, 8 e pela disposição paralela, a distância 18 é constante por toda a área das áreas de centelha 6, 8. Além disso, a Figura 3 mostra um plano 9 imaginário. Nesse plano 9 se encontra o eixo longitudinal 2. Além disso, o plano 9 intercepta a respectiva primeira ou segunda área de centelha 6, 8 centralmente, estando registrado no exemplo aqui representado o plano 9 para a segunda lâmina de aço inoxidável 7 representada no eletrodo de massa 4 e, assim, para a segunda área de centelha 8. A Figura 3 mostra um ângulo α entre esse plano 9 e a segunda área de centelha 8. É medido o ângulo respectivamente menor. Nos segundos exemplos de execução aqui apresentados todas as áreas de centelha 6, 8 estão inclinadas com o mesmo ângulo α com relação ao respectivo plano 9 imaginário.

[0025] Mediante rotação do eletrodo central 3 e/ou do eletrodo de massa 4 coaxialmente ao eixo longitudinal 3 se altera a distância 18 entre primeira área de centelha 6 e segunda área de centelha 8. Assim, por exemplo após um certo desgaste das lâminas de metal inoxidável 5, 6, é reajustada a distância 18. Pela inclinação das áreas de centelha 6, 8 com o ângulo α e em virtude da configuração plana e paralela das áreas de centelha 6, 8 as áreas de centelha 6, 8 se deslocam aproximadamente paralelas entre si quando do ajuste da distância 18.

[0026] A Figura 4 mostra a estrutura da vela de ignição 1, executada como vela de ignição de câmara de turbulência, do primeiro exemplo de execução. Como outro componente da vela de ignição 1 se mostra aí um alojamento 10, um isolador 11, um Panat 12 e uma cobertura 19. Por meio do alojamento 10 a vela de ignição 1 é aparafusada, por exemplo, em um motor a gás estacionário. O alojamento 10 estabelece, então, o contato de massa para com o motor a gás. No alojamento 10 se encontra o eletrodo central 3. O eletrodo central 3 engata de modo eletricamente condutor no Panat 12. O Panat 12 e o eletrodo central 3 estão isolados por meio do isolador 11 com relação ao alojamento 10. A Figura 4 mostra, ainda, um lado de câmara de combustão 14 e um lado 15 da vela de ignição 1, oposto à câmara de combustão. Correspondentemente, no eletrodo central 3, está definida uma extremidade 13 oposta à câmara de combustão. Essa extremidade 13 do eletrodo central 3, oposta à câmara de combustão, é executada simétrica em rotação com relação ao eixo longitudinal 2 e giratória com relação ao Panat 12. Para tanto, é empregado especialmente um meio de deslizamento entre a extremidade 13 oposta à câmara de combustão e o Panat 12. Para impedir um escorregamento do eletrodo central 3 para fora do Panat 12 ou do isolador 11, a extremidade 13 oposta à câmara de combustão apresenta um ressalto 16. Com esse ressalto 16, o eletrodo central 3 se apoia no isolador 11.

[0027] A cobertura 19 está unida no lado da câmara de combustão fixamente com o alojamento 10. Assim a cobertura 19 forma uma câmara de turbulência 20. Nessa câmara de turbulência 20 se encontram o eletrodo de massa 4 e uma fração do eletrodo central 3 do lado da câmara de combustão. Além disso, a cobertura 19 apresenta uma abertura de ferramenta 21. Essa abertura de ferramenta 21 está executada coaxial ao eixo longitudinal 2. O eletrodo central 3 apresenta em sua extremidade frontal do lado da câmara de combustão um engate de ferramenta 17, executado como fenda. Pela abertura de ferramenta 21, uma ferramenta 22 pode ser introduzida na câmara de turbulência 20. Com a ferramenta 22 pode haver um engate no engate de ferramenta 17 no eletrodo central e, assim, pela ferramenta 22 ser girado o eletrodo central 3.

[0028] A Figura 4 mostra a vela de ignição 1, executada como vela de ignição de câmara de turbulência, conforme o segundo exemplo de execução. Aí, a cobertura 19 está disposta giratória com relação ao alo-jamento 10. Para um encerramento estanque entre a cobertura 19 e o alojamento 10 está previsto um anel 24. Por uma união de solda 23 o eletrodo de massa 4 está unido à prova de rotação de modo eletricamente condutor com a cobertura 19. Com isso, o eletrodo de massa pode ser girado mediante rotação da cobertura 19 coaxialmente em torno do eixo longitudinal 2. Alternativamente, no segundo exemplo de execução, também é possível dispor giratório o eletrodo central 3, por exemplo como no primeiro exemplo de execução.

[0029] O eletrodo central 3 giratório e/ou o eletrodo de massa 4 gi ratório estão dispostos com uma união de rotação autobloqueante, de modo que uma distância 18 ajustada não pode se alterar por si só, p. ex. com vibrações.

[0030] A Figura 6 mostra duas configurações diferentes do ângulo α para ambos os exemplos de execução. A representação da esquerda na Figura 6 mostra o ângulo α com 0 °, como ocorre no estado da técnica. Aí, as lâminas de aço inoxidável 5, 7 se encontram na assim chamada posição "tangente". A representação central e a da direita mos- tram como o ângulo α pode ser executado conforme a invenção. O ângulo α importa assim, por exemplo, em cerca de 45 ° e pode importar em até 90 °.

Claims

1. Vela de ignição (1) compreendendo, - um eletrodo central (3) se estendendo ao longo de um eixo longitudinal (2) da vela de ignição (1) com ao menos uma primeira área de centelha (6), e - um eletrodo de massa (4), com ao menos uma segunda área de centelha (8), - sendo que a primeira área de centelha (6) está disposta defronte a segunda área de centelha (8), de modo que entre a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (8) pode ser produzida uma centelha de ignição, - sendo que o eletrodo central (3) é girável coaxialmente ao eixo longitudinal (2) com relação ao eletrodo de massa (4), e/ou o eletrodo de massa (4) é girável coaxialmente ao eixo longitudinal (2) com relação ao eletrodo central (3), e - sendo que a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (7) estão de tal maneira inclinadas que mediante rotação do eletrodo central (3) com relação ao eletrodo de massa (4) e/ou do eletrodo de massa (4) com relação ao eletrodo central (3) é ajustável uma distância (18) entre a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (8), caracterizado pelo fato de que, - a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (8) são inclinadas com um ângulo (α) para com um plano (9), sendo que o eixo longitudinal (2) se situa no plano (9), e o plano (9) intercepta centralmente a respectiva área de centelha (6, 8), e sendo que o ângulo (α) se situa entre 5° e 90°.

2. Vela de ignição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira área de centelha (6) está executada em uma primeira lâmina de aço inoxidável (5) do eletrodo central (3), e a segunda área de centelha (8) está executada em uma segunda lâmina de aço inoxidável (7) do eletrodo de massa (4).

3. Vela de ignição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (8) são áreas planas ou arredondadas.

4. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 3, caracterizada por várias primeiras áreas de centelha (6) distribuídas pela periferia do eletrodo central (3) e várias segundas áreas de centelha (8) distribuídas pela periferia do eletrodo de massa (4).

5. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que uma extremidade (13) do eletrodo central (3) oposta à câmara de combustão é simétrica em rotação com relação ao eixo longitudinal (2) e encaixa giratoriamente em um Panat (12).

6. Vela de ignição, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 5, caracterizada por um engate de ferramenta (17) do lado da câmara de combustão no eletrodo central (3), sendo que o eletrodo central (3) é girável coaxialmente ao eixo longitudinal (2) por meio do engate de ferramenta (17) com relação ao eletrodo de massa (4).

7. Vela de ignição de câmara de turbulência, especialmente para motores a gás estacionários, caracterizada pelo fato de que compreende, - uma vela de ignição (1), como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, e - uma cobertura (19) disposta do lado da câmara de combustão na vela de ignição (1) para formação de uma câmara de turbulência (20).

8. Vela de ignição de câmara de turbulência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o eletrodo de massa (4) está unido à prova de rotação com a cobertura (19) e a cobertura (19) é girável coaxialmente ao eixo longitudinal (2) com relação ao eletrodo central (3) para ajuste da distância (18) entre a primeira área de centelha (6) e a segunda área de centelha (8).

9. Vela de ignição de câmara de turbulência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizada por uma abertura de ferramenta (21) na cobertura (19), sendo que uma ferramenta (22) pode ser encaixada pela abertura de ferramenta (21) para rotação do eletrodo central (3).