ES2286812T3 - Bujia de plasma de radiofrecuencia para el encendido controlado de motores de combustion interna. - Google Patents

Abstract

Bujía de plasma de radiofrecuencia para el encendido controlado de motores de combustión interna, que comprende un bobinado (2) de un hilo eléctricamente conductor que constituye la parte inductiva de un resonador en serie de alta tensión en el campo de la radiofrecuencia, estando el bobinado moldeado en un material eléctricamente aislante (8), caracterizado porque el bobinado (2) está formado con un hilo desnudo (11) arrollado sobre un mandril aislante (9) en espiras no contiguas.

Description

Bujía de plasma de radiofrecuencia para el encendido controlado de motores de combustión interna.

El presente invento se refiere a una bujía de plasma de radiofrecuencia, del tipo que comprende un bobinado que constituye la parte inductiva de un resonador en serie de alta tensión en el campo de la radiofrecuencia. Este tipo de bujía se utiliza, en especial, para el encendido controlado de motores de combustión interna y, en particular, se describe en las solicitudes de patente FR-A-2859830, FR-A-2859869 y FR-A-2859831.

Una bujía de este tipo se representa en la figura 1 y comprende, en particular, un terminal 1 de conexión, conectado a un primer extremo de un bobinado inductivo 2. El segundo extremo del bobinado inductivo 2 está conectado a un extremo interno del electrodo central 3 de alta tensión. Este extremo se encuentra, igualmente, en contacto con un elemento aislante 4 que forma el condensador del resonador. Los electrodos 3 y 5 están separados por el material dieléctrico 6 destinado al guiado de las chispas entre estos electrodos. La bujía se utiliza, así, para mantener una alta tensión alterna y una alta frecuencia entre los electrodos 3 y 5. Un blindaje 7, constituido de preferencia por un material no ferroso de gran conductividad, tal como el cobre, y conectado a masa, rodea el bobinado inductivo 2, del que está separado por un manguito de aislamiento 8 de material eléctricamente aislante, por ejemplo una resina de silicona. Además, el bobinado 2 está enrollado en torno a un mandril 9 realizado de material aislante y amagnético.

A fin de conferir al bobinado las características más parecidas a las de una inductancia perfecta, el bobinado está formado por una sola capa de espiras de un hilo conductor esmaltado enrollado en torno al mandril con el fin de formar las espiras contiguas.

En consecuencia, el número de espiras debe adaptarse de forma que la tensión, de espira a espira, se mantenga, siempre, inferior a la tensión de aislamiento del esmalte que recubre el hilo, estando limitado, además, el número mínimo de espiras, por la tensión de servicio del resonador de alta tensión.

A fin de reducir al mínimo la resistencia eléctrica del conjunto de bobinado, se utilizan hilos cuyo diámetro permita minimizar la resistencia lineal. Se sabe, también, que en el campo de las altas frecuencias, la corriente eléctrica circula en las proximidades de la superficie del hilo conductor, en virtud del fenómeno conocido con el nombre de "efecto piel". También es sabido utilizar, en el campo de las altas frecuencias y de las fuertes corrientes, que corresponde al campo de aplicación del bobinado a las bujías de plasma, hilos conductores multifilamento aislados, denominados también, hilos de Litz. La utilización de un hilo conductor de esta clase multiplica la superficie periférica de los elementos conductores sin aumentar sensiblemente la sección global lo cual, para una sección constante, mejora la conductividad del hilo conductor y, por tanto, el coeficiente de sobretensión del resonador así constituido. Sin embargo, en virtud de las restricciones de espacio particulares de las bobinas de las bujías de plasma, el hilo de Litz que se necesita para realizar estas bobinas debe tener un diámetro muy pequeño con relación a lo que es técnicamente realizable hoy en día. Este punto limita, por tanto, la utilización de un hilo monofilamento.

Además, con el fin de que funcione correctamente en alta tensión, el bobinado del resonador debe estar moldeado en el material eléctricamente aislante que constituye el manguito de aislamiento, sin inclusión de burbuja alguna de aire. Ahora bien, el esmalte de aislamiento del hilo no permite, siempre, una buena adherencia de este material aislante, lo que puede favorecer una separación del material aislante que provoque la rápida degradación de las propiedades del resonador.

El presente invento tiene por objeto resolver este problema y, en particular, trata de proporcionar una bujía de plasma más eficaz y más fiable.

Teniendo en cuenta estos objetivos, el invento tiene por objeto una bujía de plasma de radiofrecuencia para el encendido controlado de motores de combustión interna, que comprende un bobinado de un hilo eléctricamente conductor que constituye la parte inductiva de un resonador en serie de alta tensión en el campo de la radiofrecuencia, estando el bobinado moldeado en un material eléctricamente aislante, caracterizado porque el bobinado está formado con un hilo desnudo arrollado sobre un mandril aislante en espiras no contiguas.

La utilización de un hilo desnudo, por tanto no esmaltado, permite utilizar para el manguito aislante materiales aislantes con fuertes capacidades de adherencia sobre los metales, con lo que se eliminan, por tanto, los problemas de adherencia sobre el esmalte y permite garantizar que no se producirá separación entre el hilo conductor y el aislante. Además, la separación entre las espiras permite que el material aislante del manguito penetre, durante el moldeo, entre las espiras y llegue al mandril, lo que no resulta posible en el caso de un bobinado formado por espiras contiguas, en el que quedan cavidades entre dos espiras contiguas y el mandril. Por tanto, gracias al invento, el material aislante puede recubrir completamente cada espira y, también, llegar a adherirse sobre la superficie del mandril.

Otra ventaja consiste en que el material aislante de moldeo del manguito puede poseer propiedades de aislamiento eléctrico más satisfactorias que las del esmalte que recubre los hilos esmaltados de acuerdo con la técnica anterior. Como resultado de ello, puede reducirse la distancia entre ejes de dos espiras adyacentes, al no estar ya condicionado por el grosor del esmalte de cada espira.

Según un modo de realización preferido, a fin de garantizar una separación entre espiras constante y correspondiente al espacio deseado, el mandril está fileteado y el hilo se bobina disponiéndolo en la cavidad del filete formado en el mandril. Es, por tanto, el paso del filete el que determina la separación entre espiras, más precisamente la distancia entre ejes del hilo de dos espiras próximas.

La forma del filete está adaptada en función del diámetro del hilo utilizado, de manera que no exista cavidad alguna entre los hilos y el mandril, como ocurriría, por ejemplo, en caso de que el hilo se dispusiese en un filete de sección triangular, en el que quedaría una cavidad entre el ángulo del fondo del filete y el hilo de sección circular. De preferencia, se utilizará, por tanto, un fileteado de perfil curvo y tal que el radio de curvatura del fondo del filete sea superior al radio del hilo bobinado. Una realización de esta clase hace que el hilo se encuentre en contacto con el mandril según una sola línea, permitiendo que el material aislante de moldeo se introduzca entre las espiras recubriendo el hilo perfectamente, hasta la superficie del mandril.

Se describirá a continuación un ejemplo de realización de una bujía de plasma de acuerdo con el invento.

Se hará referencia al dibujo adjunto, en el que:

- la figura 1 es una vista en corte de una bujía de plasma según la técnica anterior y que ya ha sido comentada el comienzo de esta memoria,

- la figura 2 es una vista detallada, en sección axial, de la disposición de las espiras de un bobinado según el invento.

Como se ve claramente en esta figura, en la superficie del mandril 9 está realizado un filete 10. El perfil de este filete tiene forma de arco de círculo con un radio de curvatura sensiblemente superior al radio del hilo 11 que constituye el bobinado, de manera que, para cada espira, el hilo repose en el fondo del filete en contacto lineal con éste, permitiendo que el material aislante de moldeo recubra totalmente el hilo al introducirse, durante el moldeo, como se muestra mediante las flechas F, hasta el mandril.

Se observará que la posibilidad de prever una separación entre espiras no condicionada por el diámetro exterior del recubrimiento de esmalte, como en la técnica anterior, permite optimizar el reparto de la circulación de las corrientes en la sección del hilo. Para ello, se predetermina el paso del filete de manera que las líneas del campo magnético creado en torno a un hilo conductor por las otras espiras próximas, no perturbe sensiblemente la circulación de corriente en la sección del hilo considerado, y ello para todas las espiras de la bobina. Esto permite, por último, incrementar favorablemente el coeficiente de sobretensión del resonador.

Claims (3)

1. Bujía de plasma de radiofrecuencia para el encendido controlado de motores de combustión interna, que comprende un bobinado (2) de un hilo eléctricamente conductor que constituye la parte inductiva de un resonador en serie de alta tensión en el campo de la radiofrecuencia, estando el bobinado moldeado en un material eléctricamente aislante (8), caracterizado porque el bobinado (2) está formado con un hilo desnudo (11) arrollado sobre un mandril aislante (9) en espiras no contiguas.

2. Bujía de plasma según la reivindicación 1, caracterizada porque el mandril (9) está fileteado y el hilo (11) se enrolla disponiéndolo en la cavidad del filete (10) formado en el mandril.

3. Bujía de plasma según la reivindicación 2, caracterizada porque el filete (10) tiene un perfil curvo tal que el radio de curvatura del fondo del filete sea superior al radio del hilo (11) bobinado.