ES2371030T3 - Bujía multichispas de cámara abierta. - Google Patents

Abstract

Bujía de encendido por radiofrecuencia (1) de motor de combustión interna, que comprende dos electrodos (2, 3) de generación de plasma separados por un aislante (4), constituyendo los dos electrodos respectivamente un casquillo exterior (3) que rodea una superficie periférica del aislante y un electrodo central (2) alojado en una perforación central del aislante, y que presenta en toda la circunferencia del casquillo (3) una abertura (6) que se extiende en profundidad en la dirección axial y se abre a la cámara de combustión del motor, caracterizada porque dicha superficie periférica del aislante está metalizada y porque la cámara, que forma una cámara de regulación térmica, está dispuesta en el casquillo o está dispuesta entre el casquillo y una cara metalizada del aislante.

Description

Bujfa multichispas de camara abierta.

La presente invenci6n concierne a una bujfa de generaci6n de plasma, utilizada en particular para el encendido de motores de combusti6n interna por chispas electricas entre los electrodos de una bujfa.

5 Mas precisamente, concierne a una bujfa de encendido por radiofrecuencia de motor de combusti6n interna que comprende dos electrodos de generaci6n de plasma separados por un aislante, pudiendo estar constituido uno de los dos electrodos por la totalidad de la culata y el casquillo de la bujfa.

Las bujfas de generaci6n de plasma constituyen sistemas de encendido multichispas de alta frecuencia, capaces de asegurar en las mejores condiciones el encendido de motores de encendido controlado, mientras reducen las

10 emisiones contaminantes, en particular en mezcla pobre. Estan sujetas al engrasamiento, en particular en frfo.

Como todas las bujfas, estan caracterizadas por un fndice termico. Este fndice tiene en cuenta su comportamiento termico sobre puntos de funcionamiento de motor particulares. Traduce, en particular, su capacidad para soportar temperaturas suficientemente elevadas para eliminar el engrasamiento por pirolisis, sin hacer un "preencendido".

Por las publicaciones FR 2859830, FR 2859869 y FR 2859831 se conoce una bujfa multichispas llamada frfa, ya que

15 no aumenta suficientemente deprisa de temperatura para evitar el engrasamiento. En tales bujfas se ha constatado, en efecto, la acumulaci6n de un dep6sito de carbono sobre los electrodos que reduce significativamente el aislamiento necesario entre la punta del electrodo central y el casquillo. Con un mal aislamiento, la alimentaci6n de alta tensi6n de la bujfa se arriesga entonces a ser insuficiente para poder provocar los necesarios "tirones" disparadores de chispas.

20 Para evitar la formaci6n de dep6sitos carbonados, en particular en frfo, sobre el electrodo de la bujfa expuesto a la atm6sfera de la camara de combusti6n, se puede buscar aumentar la temperatura del aislante con el fin de favorecer la destrucci6n de los dep6sitos por el fen6meno de pirolisis. Esta temperatura depende de la resistencia termica del conjunto de la bujfa, comprendida la del aislante.

Las medidas tomadas habitualmente para aumentar la temperatura del aislante encuentran su lfmite en la aparici6n

25 de "preencendido" en las bujfas, cuando estas alcanzan temperaturas demasiado elevadas en funcionamiento. Una bujfa de encendido segun el preambulo de la reivindicaci6n 1 es conocida por el documento WO-A-0120162.

La presente invenci6n pretende regular el fndice termico de una bujfa multichispas para que pueda aumentar rapidamente de temperatura sin riesgo ulterior de preencendido.

Con este fin, la invenci6n preve, segun la reivindicaci6n 1, disponer una abertura profunda en toda la circunferencia

30 del casquillo, formando esta abertura una camara de intercambios termicos en el interior del casquillo de la bujfa, abierta al exterior.

Segun un modo de realizaci6n de la invenci6n, la camara se dispone entre el casquillo y el aislante.

Conforme a la invenci6n, la camara puede contener una pieza de dilataci6n capaz de abrir o cerrar su entrada a los gases calientes.

35 Las medidas propuestas permiten limitar el enfriamiento de la ceramica en fase de arranque sin aumentar su temperatura de funcionamiento. Se obtiene asf un fndice termico no lineal que corresponde a un calentamiento rapido de la bujfa sin riesgo de preencendido en caliente.

La presente invenci6n se comprendera mejor con la lectura de la descripci6n siguiente de modos de realizaci6n no limitativos de esta, remitiendose a los dibujos anexos, en los cuales:

40 -La figura 1 ilustra el estado de la tecnica conocido,

-

Las figuras 2, 3, 4A-4B y 5A-5B ilustran cuatro modos de realizaci6n de la invenci6n.

En la figura 1 se ha representado una bujfa multichispas 1 de tipo conocido que comprende dos electrodos 2, 3 de generaci6n de plasma separados por un aislante 4 de material dielectrico tal como una ceramica. Los dos electrodos 2, 3 constituyen respectivamente un casquillo exterior 3 que rodea el aislante y un electrodo 2 central alojado en una

45 perforaci6n central del aislante 4. El casquillo 3 presenta de forma convencional un roscado exterior 3a que permite atornillar la bujfa en la culata del motor. Como se indica anteriormente, cuando el aislante 4 no ha alcanzado una temperatura suficiente, unos dep6sitos carbonados perturban el funcionamiento de la bujfa, creando unas zonas de fuga de corriente. A partir de cierta temperatura, del orden de 400°C, los dep6sitos carbonados son destruidos por pirolisis.

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La bujfa de la figura 2 presenta ademas un volumen muerto 6 que constituye una camara abierta hacia el exterior. La camara 6 se extiende entre el casquillo 3 y el aislante 4. Conforme al esquema, la camara puede presentar ventajosamente un primer sector tubular 6a unido a un segundo sector circular 6b abierto al exterior.

Segun otra caracterfstica de la invenci6n, puesta de relieve en la figura 2, las paredes de la camara 6 pueden metalizarse. La capa o manguito metalico � aplicado sobre el aislante se encuentra entonces en contacto directo con los gases calientes, y particularmente oxidantes en mezcla pobre �"learn burn"�, de la camara de combusti6n. La metalizaci6n de las paredes de la camara 6 permite, en particular, impedir la creaci6n de un plasma entre la ceramica del aislante y el casquillo. Esta capa metalica � puede estar constituida, por ejemplo, por un manguito soldado sobre la ceramica, que permitira asegurar la resistencia de esta a los gases oxidantes. En la practica, el espesor del manguito podra ser un compromiso entre su resistencia a la erosi6n termoqufmica, su resistencia termica y su coste de realizaci6n. En efecto, si el manguito es demasiado grueso, su resistencia termica sera demasiado peque�a y la ceramica no se calentara lo bastante para destruir los dep6sitos por pirolisis. El material del manguito se elegira por lo demas en funci6n de su conductividad y su coeficiente de dilataci6n, que debe ser compatible con el de la ceramica y las propiedades mecanicas de esta ultima. Finalmente, sin salir del marco de la invenci6n, la capa metalica puede protegerse ella misma por un dep6sito inerte, una fina capa de ceramica u otro dep6sito metalico particularmente resistente a la oxidaci6n, como el nfquel.

La figura 3 ilustra un segundo modo de realizaci6n de la invenci6n, segun el cual la camara 6 es una simple tubular dispuesta en la masa del casquillo 3. En este caso, la camara ya no se extiende entre el casquillo y el aislante, como anteriormente, sino que constituye un corte en la masa del casquillo. Es imperativa la aplicaci6n de una capa metalica � para evitar la formaci6n de un plasma. Aquf, la metalizaci6n se aplicara simplemente sobre la interfaz de uni6n entre la ceramica 4 y el casquillo 3, independientemente de la camara 6.

Las figuras 4A a 5B ilustran unas disposiciones suplementarias permiten adaptar automaticamente el comportamiento de la camara a las condiciones de temperatura de la bujfa con el fin de mejorar aun mas la regulaci6n "no lineal" del fndice termico de la bujfa, en particular para que esta se comporte como una bujfa muy caliente cuando el motor esta todavfa frfo, y como una bujfa templada cuando el motor esta caliente, particularmente bajo fuerte carga.

Como se indica en estas figuras, la camara 6 puede contener una pieza de dilataci6n 8, 9 capaz de abrir o cerrar su entrada a los gases calientes. Cuando la temperatura es baja, la pieza de dilataci6n se contrae y abre el paso a los gases calientes, que proporcionan un flujo termico que acelera el funcionamiento de la bujfa. Una vez que la bujfa ha alcanzado su temperatura de funcionamiento, la pieza se dilata y cierra el paso a los gases calientes. Asf, la bujfa alcanza su equilibrio termico a una temperatura mas baja que si la camara hubiera permanecido abierta.

En las figuras 4A y 4B la pieza de dilataci6n 8 es un manguito ondulado en el que uno de sus extremos es fijo y su otro extremo lleva un postigo cilfndrico 8a que cierra la entrada de la camara 6 cuando el manguito se dilata.

En las figuras 5A y 5B, la pieza de dilataci6n 9 es un manguito de doble pared que contiene un metal 9a fusible a temperatura relativamente baja: la dilataci6n del metal lfquido 9a hace que se hinche el manquito 9, bloqueando asf el paso de los gases calientes.

Estas dos disposiciones no son limitativas y, por supuesto, se pueden contemplar otros tipos de obturadores basados, por ejemplo, en unas bridas que hacen de postigos o en la utilizaci6n de aleaciones con memoria de forma

o de una bilamina.

En conclusi6n, hay que subrayar que el conjunto de las medidas propuestas por la invenci6n reposa en la creaci6n de un espacio libre, o camara abierta, entre el aislante y el casquillo, que permite regular el fndice termico de la bujfa y, mas particularmente, obtener un fndice termico no lineal. Ademas, la metalizaci6n de las paredes de la camara se adapta particularmente al funcionamiento en mezcla pobre, ya que protege la ceramica contra los agentes oxidantes del gas de combusti6n.

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Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Bujfa de encendido por radiofrecuencia �1� de motor de combusti6n interna, que comprende dos electrodos �2, 3� de generaci6n de plasma separados por un aislante �4�, constituyendo los dos electrodos respectivamente un casquillo exterior �3� que rodea una superficie periferica del aislante y un electrodo central �2� alojado en una perforaci6n central del aislante, y que presenta en toda la circunferencia del casquillo �3� una abertura �6� que se extiende en profundidad en la direcci6n axial y se abre a la camara de combusti6n del motor, caracterizada porque dicha superficie periferica del aislante esta metalizada y porque la camara, que forma una camara de regulaci6n termica, esta dispuesta en el casquillo o esta dispuesta entre el casquillo y una cara metalizada del aislante.

2. 2.

   Bujfa segun la reivindicaci6n 1, caracterizada porque una porci6n de la camara es concentrica en una porci6n roscada del casquillo.

3. 3.

   Bujfa segun la reivindicaci6n 2, en la cual la camara esta dispuesta entre el casquillo y una cara metalizada del aislante y presenta un primer sector tubular �6a� unido a un segundo sector circular �6b� abierto al exterior.

4. 4.

   Bujfa segun la reivindicaci6n 1, 2 o 3, caracterizada porque todas las paredes de la camara �6� estan metalizadas.

5. 5.

   Bujfa segun la reivindicaci6n 1, caracterizadaporque la camara �6� es una simple abertura tubular dispuesta en la masa del casquillo �3�.

6. 6.

   Bujfa segun la reivindicaci6n 5, caracterizada porque la interfaz entre el casquillo �3� y el aislante �4� esta metalizada.

   �. Bujfa segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la metalizaci6n se obtiene por soldadura, sobre la ceramica, de un manguito metalico ��� de espesor reducido.

7. 8.

   Bujfa segun las reivindicaciones 1 a 4 o 1 a 4 combinadas con la reivindicaci6n �, caracterizada porque la metalizaci6n ��� esta protegida por un dep6sito resistente a las atm6sferas oxidantes a alta temperatura.

8. 9.

   Bujfa segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la camara �6� contiene una pieza de dilataci6n �8, 9� capaz de abrir o cerrar su entrada a los gases calientes.

9. 10.

   Bujfa segun la reivindicaci6n 9, caracterizada porque la pieza de dilataci6n �8� es un manguito ondulado en el que uno de sus extremos es fijo y su otro extremo lleva un postigo �8a� que cierra la entrada de la camara �6� cuando se dilata el manguito.

10. 11.

    Bujfa segun la reivindicaci6n 9, caracterizada porque la pieza de dilataci6n �9� es un manguito de doble pared que contiene un metal �9a� fusible a temperatura relativamente baja, cuya dilataci6n hace que se hinche el manguito a fin de bloquear la entrada de los gases calientes.