ES2821656T3 - Spark plug for an internal combustion engine - Google Patents

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ES2821656T3
ES2821656T3 ES17192672T ES17192672T ES2821656T3 ES 2821656 T3 ES2821656 T3 ES 2821656T3 ES 17192672 T ES17192672 T ES 17192672T ES 17192672 T ES17192672 T ES 17192672T ES 2821656 T3 ES2821656 T3 ES 2821656T3
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Karl Stellwagen
Friedrich Schäfer
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Abstract

Una bujía (30) para un motor de combustión interna (1), donde la bujía (30) comprende: un electrodo central (68) que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal (L); un aislante (70) dispuesto alrededor del electrodo central (68); una carcasa (50) montada en el aislante (70), estando la carcasa (50) en contacto térmico con el aislante (70) en una primera interfaz (80) de contacto y teniendo una abertura (54) en un extremo (51) en la dirección longitudinal (L) a través de la cual se expone el electrodo central (68); una parte (56) de montaje proporcionada sobre una superficie exterior de la carcasa (50) y configurada para montar de forma desmontable la bujía (30) en un orificio (44) de bujía del motor (1) de combustión interna; una parte (58) de sellado proporcionada sobre la superficie exterior de la carcasa (50) y configurada para acoplar herméticamente una superficie interior del orificio (44) de bujía en una segunda interfaz (82) de contacto cuando la bujía (30) se monta en el orificio (44) de bujía, en donde la parte (58) de sellado está dispuesta entre la parte (56) de montaje y la abertura (54) en la dirección longitudinal (L); caracterizada por que también comprende un elemento protector (98) que cubre, al menos en parte, una superficie frontal (53) de la carcasa (50) en el extremo (51) de la misma, en donde el elemento protector (98) está hecho de un material que tiene una conductividad térmica menor que la del material que forma la carcasa (50), por ejemplo, Inconel y/o materiales cerámicos.A spark plug (30) for an internal combustion engine (1), wherein the spark plug (30) comprises: a central electrode (68) extending along a longitudinal direction (L); an insulator (70) disposed around the center electrode (68); a housing (50) mounted on the insulator (70), the housing (50) being in thermal contact with the insulator (70) at a first contact interface (80) and having an opening (54) at one end (51) in the longitudinal direction (L) through which the central electrode (68) is exposed; a mounting portion (56) provided on an outer surface of the housing (50) and configured to removably mount the spark plug (30) in a spark plug hole (44) of the internal combustion engine (1); a sealing portion (58) provided on the outer surface of the housing (50) and configured to hermetically engage an inner surface of the spark plug hole (44) at a second contact interface (82) when the spark plug (30) is mounted in the spark plug hole (44), wherein the sealing part (58) is arranged between the mounting part (56) and the opening (54) in the longitudinal direction (L); characterized in that it also comprises a protective element (98) that covers, at least in part, a front surface (53) of the casing (50) at the end (51) thereof, where the protective element (98) is made of a material that has a lower thermal conductivity than the material that forms the housing (50), for example, Inconel and / or ceramic materials.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Bujía para un motor de combustión internaSpark plug for an internal combustion engine

Campo técnicoTechnical field

La presente descripción se refiere de forma general a un motor de combustión interna, y más especialmente, a una bujía para un motor de combustión interna.The present description refers generally to an internal combustion engine, and more especially, to a spark plug for an internal combustion engine.

AntecedentesBackground

Los motores de combustión interna, por ejemplo, motores de combustión interna de combustible gaseoso alimentados con una mezcla de combustible gaseoso y aire, pueden comprender una bujía por cilindro para la ignición. En particular, los motores de combustión interna de combustible gaseoso de gran diámetro pueden beneficiarse de una bujía dispuesta en una cámara de combustión previa (también llamada precámara), ya que de otra forma es difícil lograr de forma sistemática una combustión completa y exhaustiva de las mezclas de combustible gaseoso/aire.Internal combustion engines, eg, gaseous fuel internal combustion engines fed with a mixture of gaseous fuel and air, may comprise one spark plug per cylinder for ignition. In particular, large diameter gaseous fuel internal combustion engines can benefit from a spark plug arranged in a pre-combustion chamber (also called a pre-chamber), as it is otherwise difficult to consistently achieve complete and exhaustive combustion of the engines. gaseous fuel / air mixtures.

De forma típica, dicha precámara está conectada de forma fluida a una cámara de combustión principal de un cilindro respectivo a través de un canal ascendente y de una pluralidad de canales de transferencia de flujo. Los canales de transferencia de flujo y el canal ascendente permiten el flujo de la mezcla de combustible gaseoso y aire desde la cámara de combustión principal a la precámara durante una carrera de compresión. El enriquecimiento de la mezcla en la precámara puede efectuarse suministrando una pequeña cantidad de combustible (gaseoso) a la precámara a través de un conducto separado de suministro de combustible, por ejemplo, durante la carrera de admisión. La mezcla enriquecida se enciende en la precámara mediante la bujía. El encendido de la mezcla enriquecida provoca un frente de llama de gases calientes que se propaga, desde la precámara a través de los canales de transferencia de flujo, a la cámara de combustión principal. Por tanto, la mezcla de la cámara de combustión principal se enciende y se quema y de este modo se expande contra un pistón móvil que acciona un cigüeñal.Typically, said pre-chamber is fluidly connected to a main combustion chamber of a respective cylinder through a riser channel and a plurality of flow transfer channels. The flow transfer channels and the riser channel allow the flow of the gaseous fuel and air mixture from the main combustion chamber to the pre-chamber during a compression stroke. The enrichment of the mixture in the pre-chamber can be effected by supplying a small amount of fuel (gaseous) to the pre-chamber through a separate fuel supply conduit, for example, during the intake stroke. The enriched mixture is ignited in the prechamber by the spark plug. The ignition of the enriched mixture causes a flame front of hot gases that propagates, from the pre-chamber through the flow transfer channels, to the main combustion chamber. Therefore, the mixture in the main combustion chamber ignites and burns and thus expands against a movable piston that drives a crankshaft.

US-2008/0061670 A1 describe una bujía que incluye un electrodo central, un aislante, y un revestimiento metálico. El revestimiento metálico incluye una parte de montaje, una parte cilíndrica, una parte de sellado, una parte de engaste y una parte abrochada. La longitud en la dirección axial de una rosca exterior formada sobre la parte de montaje es menor que la longitud de la parte cilíndrica en la dirección axial.US-2008/0061670 A1 describes a spark plug that includes a center electrode, an insulator, and a metallic coating. The metal liner includes a mounting part, a cylindrical part, a sealing part, a crimp part, and a clasp part. The length in the axial direction of an external thread formed on the mounting part is less than the length of the cylindrical part in the axial direction.

JP 2000003777 A describe una bujía de encendido y un conjunto de bujía de encendido.JP 2000003777 A describes a spark plug and a spark plug assembly.

US-5 186132 A describe una bujía para un motor de combustión interna.US-5 186132 A describes a spark plug for an internal combustion engine.

GB 2 541 880 A describe una disposición protectora para permitir el encendido seguro de motores de mezcla pobre de encendido por chispa.GB 2 541 880 A describes a protective arrangement to allow safe starting of positive-ignition lean-burn engines.

US-2017/0167358 A1 describe un cuerpo de precámara para un motor de combustión interna.US-2017/0167358 A1 describes a pre-chamber body for an internal combustion engine.

La presente descripción pretende, al menos en parte, mejorar o superar uno o más aspectos de los sistemas de la técnica anterior.The present disclosure is intended, at least in part, to improve or exceed one or more aspects of the prior art systems.

Breve descripción de la invenciónBrief description of the invention

En un aspecto, la presente descripción se refiere a una bujía para un motor de combustión interna. La bujía comprende un electrodo central que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal, un aislante dispuesto alrededor del electrodo central, y una carcasa montada en el aislante. La carcasa está en contacto térmico con el aislante en una primera interfaz de contacto y tiene una abertura en un extremo en la dirección longitudinal a través de la cual está expuesto el electrodo central. Se proporciona una parte de montaje en una superficie exterior de la carcasa y configurada para montar de forma desmontable la bujía en un orificio de la bujía el motor de combustión interna. Se proporciona una parte de sellado sobre la superficie exterior de la carcasa y se configura para acoplar herméticamente una superficie interior del orificio de la bujía en una segunda interfaz de contacto cuando la bujía se monta en el orificio de la bujía. La parte de sellado está dispuesta entre la parte de montaje y la abertura en la dirección longitudinal. Un elemento protector cubre al menos en parte una superficie frontal de la carcasa en el extremo de la misma. El elemento protector está hecho de un material que tiene una conductividad térmica menor que la del material que forma la carcasa, por ejemplo, Inconel y/o materiales cerámicos. In one aspect, the present description refers to a spark plug for an internal combustion engine. The spark plug comprises a center electrode extending along a longitudinal direction, an insulator disposed around the center electrode, and a housing mounted on the insulator. The housing is in thermal contact with the insulator at a first contact interface and has an opening at one end in the longitudinal direction through which the center electrode is exposed. A mounting portion is provided on an outer surface of the housing and configured to removably mount the spark plug in a spark plug hole of the internal combustion engine. A sealing portion is provided on the outer surface of the housing and is configured to seal an inner surface of the plug hole at a second contact interface when the plug is mounted in the plug hole. The sealing part is arranged between the mounting part and the opening in the longitudinal direction. A protective element covers at least in part a front surface of the housing at the end thereof. The protective element is made of a material that has a lower thermal conductivity than the material that forms the housing, for example Inconel and / or ceramic materials.

Según otro aspecto, la presente descripción se refiere a un conjunto de precámara para un motor de combustión interna. El conjunto de precámara comprende un cuerpo de precámara que define una precámara y una bujía que, según el aspecto anterior, se monta en un orificio de bujía formado en el cuerpo de la precámara de modo que la parte de sellado de la bujía se acopla herméticamente a la superficie interior del orificio de bujía en la segunda interfaz de contacto. According to another aspect, the present description refers to a pre-chamber assembly for an internal combustion engine. The pre-chamber assembly comprises a pre-chamber body that defines a pre-chamber and a spark plug which, according to the above aspect, is mounted in a spark plug hole formed in the pre-chamber body so that the sealing portion of the spark plug is tightly engaged. to the inner surface of the spark plug hole at the second contact interface.

Otras características y aspectos de esta descripción se harán evidentes a partir de la descripción que sigue y de los dibujos que la acompañan.Other features and aspects of this description will become apparent from the description that follows and the accompanying drawings.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Los dibujos adjuntos, que se incorporan en la presente memoria y que forman parte de la memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la descripción ilustrativas y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la descripción. En los dibujos:The accompanying drawings, which are incorporated herein and made a part of the specification, illustrate illustrative embodiments of the description and, together with the description, serve to explain the principles of the description. In the drawings:

la Fig. 1 muestra una vista en sección transversal esquemática de una parte de un motor de combustión interna equipado con un conjunto de precámara según la presente descripción;Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a part of an internal combustion engine equipped with a pre-chamber assembly according to the present disclosure;

la Fig. 2 muestra una vista en sección transversal esquemática de un cuerpo de precámara que incluye una bujía según la presente descripción; yFig. 2 shows a schematic cross-sectional view of a pre-chamber body including a spark plug according to the present disclosure; Y

la Fig. 3 muestra una vista en sección transversal parcial de una bujía según la presente invención.Fig. 3 shows a partial cross-sectional view of a spark plug according to the present invention.

Descripción detalladaDetailed description

Lo que sigue es una descripción detallada de realizaciones ilustrativas de la presente descripción. Las realizaciones ilustrativas descritas en la presente descripción y que se ilustran en los dibujos pretenden enseñar los principios de la presente descripción, permitiendo al experto en la técnica aplicar y utilizar la presente descripción en muchos entornos distintos y para muchas aplicaciones distintas. Por lo tanto, no se pretende que las realizaciones ilustrativas sean ni deban considerarse como una descripción limitativa del ámbito de la protección de la patente. Más bien, el ámbito de la protección de la patente se definirá mediante las reivindicaciones adjuntas.The following is a detailed description of illustrative embodiments of the present disclosure. The illustrative embodiments described in the present disclosure and illustrated in the drawings are intended to teach the principles of the present disclosure, allowing one skilled in the art to apply and use the present disclosure in many different settings and for many different applications. Therefore, the illustrative embodiments are not intended to be and should not be construed as a limiting description of the scope of patent protection. Rather, the scope of patent protection will be defined by the appended claims.

La presente descripción se basa en parte en comprender que un diseño de bujía conocido tiene la desventaja de que el flujo de calor procedente de los electrodos de la bujía tiene lugar a lo largo de grandes distancias y, por lo tanto, los electrodos pueden llegar a calentarse mucho y estar sometidos a un desgaste considerable. Esto vale especialmente cuando se utilizan presiones altas y una combustión rica. Además, incluso utilizando materiales como iridio, platino y rodio, este efecto sólo puede reducirse, pero el problema no puede resolverse.The present description is based in part on the understanding that a known spark plug design has the disadvantage that the heat flow from the spark plug electrodes takes place over long distances and therefore the electrodes can reach become very hot and subject to considerable wear and tear. This is especially true when using high pressures and rich combustion. Furthermore, even using materials such as iridium, platinum and rhodium, this effect can only be reduced, but the problem cannot be solved.

Teniendo en cuenta lo anterior, se ha comprendido que es necesario un nuevo diseño de bujía que pueda reducir significativamente las distancias de transferencia de calor de los electrodos a la parte del motor en la que está montada la bujía. De este modo, la temperatura de los electrodos puede reducirse significativamente y también puede reducirse la oxidación del material de los electrodos.With the foregoing in mind, it has been understood that a new spark plug design is needed that can significantly reduce the heat transfer distances from the electrodes to the part of the engine where the spark plug is mounted. In this way, the temperature of the electrodes can be significantly reduced, and oxidation of the electrode material can also be reduced.

La presente descripción se basa también en parte en comprender que proporcionar aislamiento adicional a la bujía de la cámara de combustión puede reducir de forma adicional el calor transferido desde la cámara de combustión, mejorando también la transferencia de calor desde los electrodos. En particular, se ha comprendido que pueden emplearse de forma ventajosa materiales que tienen conductividad térmica baja, tales como Inconel o materiales cerámicos.The present disclosure is also based in part on understanding that providing additional insulation to the combustion chamber spark plug can further reduce the heat transferred from the combustion chamber, also improving heat transfer from the electrodes. In particular, it has been understood that materials having low thermal conductivity, such as Inconel or ceramic materials, can be advantageously employed.

Haciendo referencia ahora a los dibujos, la Fig. 1 representa un pistón 2 dispuesto en un cilindro 4 de una parte de un motor 1 de combustión interna (no mostrado con más detalle). El cilindro 4 está cubierto por una culata 6 de cilindro. El pistón 2, el cilindro 4 y la culata 6 de cilindro definen en conjunto una cámara 8 de combustión principal del motor 1 de combustión interna. El pistón 2 está dispuesto de forma alterna al cilindro 4 para moverse entre un punto muerto superior (PMS) y un punto muerto inferior (PMI) durante el funcionamiento del motor 1 de combustión interna.Referring now to the drawings, Fig. 1 represents a piston 2 arranged in a cylinder 4 of a part of an internal combustion engine 1 (not shown in more detail). The cylinder 4 is covered by a cylinder head 6. The piston 2, the cylinder 4 and the cylinder head 6 together define a main combustion chamber 8 of the internal combustion engine 1. The piston 2 is arranged alternately to the cylinder 4 to move between a top dead center (TDC) and a bottom dead center (PMI) during the operation of the internal combustion engine 1.

Con el propósito de describir realizaciones ilustrativas de la presente descripción, el motor 1 de combustión interna se considera un motor de combustión interna de cuatro tiempos estacionario o marino que funciona, al menos en parte, con combustible gaseoso, por ejemplo, un motor de combustible gaseoso o un motor de doble combustible. Sin embargo, un experto en la técnica apreciará que el motor de combustión interna puede ser cualquier tipo de motor (turbina, gas, diésel, gas natural, propano, de dos tiempos, etc.) que utilizaría el conjunto de precámara como se describe en la presente memoria, o que puede no tener el conjunto de precámara. Además, el motor de combustión interna puede ser de cualquier tamaño, con cualquier número de cilindros y tener cualquier configuración (de tipo V, en línea, radial, etc.). Por otra parte, el motor de combustión interna puede usarse para alimentar cualquier máquina u otro dispositivo, incluidos aplicaciones de locomoción, camiones o vehículos de carretera, camiones o máquinas todoterreno, maquinaria de movimiento de tierras, generadores, aplicaciones aeroespaciales, aplicaciones marítimas, bombas, equipos estacionarios u otras aplicaciones impulsadas por un motor.For the purpose of describing illustrative embodiments of the present disclosure, the internal combustion engine 1 is considered a stationary or marine four-stroke internal combustion engine that operates, at least in part, on gaseous fuel, for example, a fuel engine. gas or a dual fuel engine. However, one skilled in the art will appreciate that the internal combustion engine can be any type of engine (turbine, gas, diesel, natural gas, propane, two-stroke, etc.) that would utilize the pre-chamber assembly as described in herein, or may not have the prechamber assembly. Furthermore, the internal combustion engine can be of any size, with any number of cylinders, and have any configuration (V-type, in-line, radial, etc.). Moreover, the internal combustion engine can be used to power any machine or other device, including locomotion applications, trucks or road vehicles, trucks or off-road machines, earth-moving machinery, generators, aerospace applications, marine applications, pumps , stationary equipment or other motor-driven applications.

La culata 6 de cilindro incluye al menos una válvula 10 de entrada, por ejemplo, una válvula de asiento. La válvula 10 de entrada se aloja en una abertura del canal 12 de entrada en una cara 14 del lado del pistón de la culata 6 de cilindro para suministrar una mezcla de combustible gaseoso y aire a la cámara 8 de combustión principal. De forma similar, al menos una válvula 16 de salida, por ejemplo, también una válvula de asiento, se aloja en un canal 18 de salida de la culata 6 de cilindro para guiar el gas de escape fuera de la cámara 8 de combustión principal. The cylinder head 6 includes at least one inlet valve 10, for example a poppet valve. The inlet valve 10 is housed in an opening of the inlet channel 12 in a piston side face 14 of the cylinder head 6 to supply a mixture of gaseous fuel and air to the main combustion chamber 8. Similarly, at least one outlet valve 16, for example also a poppet valve, is housed in an outlet channel 18 of the cylinder head 6 to guide the exhaust gas out of the main combustion chamber 8.

La culata 6 de cilindro comprende además un conjunto 20 de precámara. Una pluralidad de canales 22 de transferencia de flujo conecta de forma fluida la cámara 8 de combustión principal con un interior del conjunto 20 de precámara. The cylinder head 6 further comprises a pre-chamber assembly 20. A plurality of flow transfer channels 22 fluidly connects the main combustion chamber 8 with an interior of the prechamber assembly 20.

El conjunto 20 de precámara se instala en la culata 6 de cilindro a través de un cuerpo 24 de montaje como se muestra en la Fig. 1. De forma alternativa, el conjunto 20 de precámara puede estar instalado en la culata 6 de cilindro de cualquier otra forma adecuada.The pre-chamber assembly 20 is installed in the cylinder head 6 through a mounting body 24 as shown in Fig. 1. Alternatively, the pre-chamber assembly 20 may be installed in the cylinder head 6 of any another suitable way.

En la Fig. 2, se muestra una realización ilustrativa de un conjunto 20 de precámara en una vista en sección transversal esquemática.In Fig. 2, an illustrative embodiment of a pre-chamber assembly 20 is shown in a schematic cross-sectional view.

El conjunto 20 de precámara incluye un primer cuerpo 26 de precámara, un segundo cuerpo 28 de precámara, una bujía 30 y un dispositivo 32 de suministro de combustible. El primer cuerpo 26 de precámara y el segundo cuerpo 28 de precámara están conectados entre sí. La bujía 30 y el dispositivo 32 de suministro de combustible están alojados en el segundo cuerpo 28 de precámara.The pre-chamber assembly 20 includes a first pre-chamber body 26, a second pre-chamber body 28, a spark plug 30, and a fuel supply device 32. The first pre-chamber body 26 and the second pre-chamber body 28 are connected to each other. Spark plug 30 and fuel supply device 32 are housed in second pre-chamber body 28.

El primer cuerpo 26 de precámara incluye y define una precámara 34, un canal ascendente 38 y los canales 22 de transferencia de flujo. En un estado montado, los canales 22 de transferencia de flujo conectan de forma fluida un interior del cuerpo 26 de precámara (la precámara 34 y el canal ascendente 38) y la cámara 8 de combustión principal (Fig. 1). Como puede verse en la Fig. 2, el diámetro de la precámara 34 es mayor que el diámetro del canal ascendente 38, que a su vez es mayor que el diámetro de los canales 22 de transferencia de flujo.The first pre-chamber body 26 includes and defines a pre-chamber 34, an upstream channel 38, and flow transfer channels 22. In an assembled state, the flow transfer channels 22 fluidly connect an interior of the pre-chamber body 26 (the pre-chamber 34 and the riser channel 38) and the main combustion chamber 8 (Fig. 1). As can be seen in Fig. 2, the diameter of the prechamber 34 is greater than the diameter of the riser channel 38, which in turn is greater than the diameter of the flow transfer channels 22.

La precámara 34 se extiende a lo largo de un eje longitudinal A del primer cuerpo 26 de precámara que tiene forma de embudo y se estrecha hacia el canal ascendente 38. De forma alternativa, la precámara 34 puede tener cualquier otra forma, tal como una forma cilíndrica, una forma piramidal, una forma cónica, y combinaciones de las mismas. Por ejemplo, la precámara 34 puede tener un volumen en un intervalo entre el 0,1 % y el 10 % del volumen de compresión del cilindro 4 (véase la Fig. 1).Prechamber 34 extends along a longitudinal axis A of first prechamber body 26 which is funnel-shaped and tapers toward rising channel 38. Alternatively, prechamber 34 may have any other shape, such as a cylindrical, a pyramidal shape, a conical shape, and combinations thereof. For example, the pre-chamber 34 may have a volume in the range 0.1% to 10% of the compression volume of the cylinder 4 (see Fig. 1).

Una sección inferior de la precámara 34 pasa suavemente al canal ascendente 38. El canal ascendente 38 se extiende longitudinalmente en el primer cuerpo 26 de la precámara y se abre con un extremo en la precámara 34. En la configuración mostrada en la Fig. 2, el canal ascendente 38 se alinea con el eje longitudinal A de la precámara. De forma alternativa, el canal ascendente 38 puede transcurrir paralelo al eje longitudinal A de la precámara, o puede circunscribir un ángulo con el eje longitudinal A de la precámara. El canal ascendente 38 conecta de forma fluida la precámara 34 y los canales 22 de transferencia de flujo.A lower section of the pre-chamber 34 smoothly passes into the riser channel 38. The riser channel 38 extends longitudinally in the first body 26 of the pre-chamber and opens with one end in the pre-chamber 34. In the configuration shown in Fig. 2, the ascending channel 38 is aligned with the longitudinal axis A of the prechamber. Alternatively, the riser channel 38 may run parallel to the longitudinal axis A of the prechamber, or it may circumscribe an angle with the longitudinal axis A of the prechamber. Riser channel 38 fluidly connects pre-chamber 34 and flow transfer channels 22.

Para conectar de forma fluida una sección inferior del canal ascendente 38 y una sección superior de la cámara 8 de combustión principal (véase la Fig. 1), se proporcionan los canales 22 de transferencia de flujo. Los canales 22 de transferencia de flujo se extienden a través de una parte 43 de punta del primer cuerpo 26 de cámara. En algunas realizaciones, los canales 22 de transferencia de flujo pueden abrirse directamente en la precámara 34. En otras palabras, puede omitirse un canal ascendente interconectado de forma fluida entre la precámara y los canales de transferencia de flujo.To fluidly connect a lower section of riser channel 38 and an upper section of main combustion chamber 8 (see Fig. 1), flow transfer channels 22 are provided. The flow transfer channels 22 extend through a tip portion 43 of the first chamber body 26. In some embodiments, the flow transfer channels 22 may be opened directly into the pre-chamber 34. In other words, a fluidly interconnected riser channel between the pre-chamber and the flow transfer channels may be omitted.

La bujía 30 se instala en el conjunto 20 de precámara de modo que la bujía 30 esté acoplada funcionalmente a la precámara 34.Spark plug 30 is installed in pre-chamber assembly 20 so that spark plug 30 is functionally coupled to pre-chamber 34.

Como se utiliza en la presente memoria “ acoplada funcionalmente” significa que la bujía 30 está configurada y dispuesta para encender una mezcla inflamable en la precámara 34. Por ejemplo, la bujía 30 puede extenderse a la precámara 34. Concretamente, los electrodos de la bujía 30 pueden llegar hasta la precámara 34 de modo que una chispa entre los electrodos encienda una mezcla en la precámara 34. La bujía 30 puede estar montada en un orificio 44 de bujía formado en el primer y/o segundo cuerpo 26, 28 de precámara.As used herein "functionally coupled" means that the spark plug 30 is configured and arranged to ignite a flammable mixture in the pre-chamber 34. For example, the plug 30 may extend into the pre-chamber 34. Specifically, the electrodes of the spark plug 30 may reach into the pre-chamber 34 such that a spark between the electrodes ignites a mixture in the pre-chamber 34. The spark plug 30 may be mounted in a spark plug hole 44 formed in the first and / or second pre-chamber body 26, 28.

El dispositivo 32 de suministro de combustible está montado en un orificio 46 de suministro de combustible que se extiende a través del segundo cuerpo 28 de precámara. De forma alternativa, el dispositivo 32 de suministro de combustible puede estar montado en el primer cuerpo 26 de precámara. El dispositivo 32 de suministro de combustible está configurado para suministrar un combustible, por ejemplo, un combustible gaseoso, o una mezcla rica de combustible y aire a la precámara 34 para enriquecerlo.The fuel supply device 32 is mounted in a fuel supply port 46 which extends through the second pre-chamber body 28. Alternatively, the fuel supply device 32 may be mounted on the first pre-chamber body 26. The fuel supply device 32 is configured to supply a fuel, for example, a gaseous fuel, or a rich mixture of fuel and air to the pre-chamber 34 for enrichment.

Como se muestra en la Fig. 2, la bujía 30 comprende un electrodo central 68 que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal L. Hay dispuesto un aislante 70 alrededor del electrodo central 68 y está en contacto térmico con el mismo. Además, se monta una carcasa 50 en el aislante 70. La carcasa 50 es un cuerpo sustancialmente cilíndrico que rodea al aislante 70 y está en contacto térmico con el aislante 70 en una primera interfaz 80 de contacto. Según se utiliza en la presente memoria, el término “ interfaz de contacto” designa de forma general una interfaz entre dos elementos que están directa o indirectamente en contacto entre sí, en particular, en contacto térmico entre sí. Por lo tanto, según se utiliza en la presente memoria, el término “ interfaz de contacto” incluye un contacto directo entre las superficies de dos elementos o un contacto indirecto entre los dos elementos a través de un elemento intermedio. En particular, según se utiliza en la presente memoria, el término “ interfaz de contacto” designa una interfaz a través de la cual se produce la transferencia de calor entre dos elementos. La primera interfaz 80 de contacto se describirá con mayor detalle a continuación. As shown in Fig. 2, the spark plug 30 comprises a center electrode 68 that extends along a longitudinal direction L. An insulator 70 is disposed around the center electrode 68 and is in thermal contact therewith. In addition, a housing 50 is mounted on the insulator 70. The housing 50 is a substantially cylindrical body that surrounds the insulator 70 and is in thermal contact with the insulator 70 at a first contact interface 80. As used herein, the term "contact interface" generally designates an interface between two elements that are directly or indirectly in contact with each other, in particular, in thermal contact with each other. Therefore, as used herein, the term "contact interface" includes a direct contact between the surfaces of two elements or an indirect contact between the two elements through an intermediate element. In particular, as used herein, the term "contact interface" designates an interface through which heat transfer occurs between two elements. The first contact interface 80 will be described in more detail below.

La carcasa 50 de la bujía 30 tiene además una abertura 54 en un extremo 51 en la dirección longitudinal A. El electrodo central 68 queda expuesto a través de la abertura 54. En el ejemplo mostrado en la Fig. 2, el electrodo central 68 sobresale de la abertura 54 a la precámara 34. Sin embargo, en otras realizaciones, el electrodo central 68 puede no sobresalir de la abertura 54 y puede estar dispuesto en una cavidad formada en el extremo 51 de la carcasa 50. Por lo tanto, según se utiliza en la presente memoria, el término “expuesto” se utiliza para designar la accesibilidad del electrodo central 68 desde el lado de la precámara 34 a través de la abertura 54 formada en la carcasa 50.The housing 50 of the spark plug 30 further has an opening 54 at one end 51 in the longitudinal direction A. The center electrode 68 is exposed through the opening 54. In the example shown in Fig. 2, the center electrode 68 protrudes from aperture 54 to pre-chamber 34. However, in other embodiments, center electrode 68 may not protrude from aperture 54 and may be disposed in a cavity formed in end 51 of housing 50. Thus, as stated As used herein, the term "exposed" is used to designate the accessibility of the center electrode 68 from the side of the pre-chamber 34 through the opening 54 formed in the housing 50.

Como se muestra en la Fig. 2, en una realización ilustrativa, la bujía 30 incluye además al menos un electrodo 94 de conexión a tierra montado en el extremo 51 de la carcasa 50. En particular, el electrodo 94 de conexión a tierra, que puede ser un electrodo con separación en J, está dispuesto para estar orientado hacia el electrodo central 68 de forma que se pueda generar una chispa entre el electrodo central 68 y el electrodo 94 de conexión a tierra de una forma conocida. Como se describirá más detalladamente a continuación, el al menos un electrodo 94 de conexión a tierra está configurado para estar en contacto térmico con la superficie interior del orificio 44 de bujía a través de la carcasa 50 y una segunda interfaz 82 de contacto, que también se describirá con mayor detalle a continuación. As shown in Fig. 2, in an illustrative embodiment, spark plug 30 further includes at least one grounding electrode 94 mounted to end 51 of housing 50. In particular, grounding electrode 94, which It may be a J-gap electrode, it is arranged to face the center electrode 68 so that a spark can be generated between the center electrode 68 and the grounding electrode 94 in a known manner. As will be described in more detail below, the at least one grounding electrode 94 is configured to be in thermal contact with the inner surface of spark plug hole 44 through housing 50 and a second contact interface 82, which also it will be described in more detail below.

Se proporciona una parte 56 de montaje, configurada para montar de forma desmontable la bujía 30 en el orificio 44 de bujía, sobre una superficie exterior de la carcasa 50. En particular, como se muestra en la Fig. 2, la parte 56 de montaje incluye un hombro 88 formado en la superficie exterior de la carcasa 50. El hombro 88 se forma, por ejemplo, como un borde sustancialmente anular en la carcasa 50.A mounting portion 56, configured to removably mount the spark plug 30 in the plug hole 44, is provided on an outer surface of the housing 50. In particular, as shown in Fig. 2, the mounting portion 56 includes a shoulder 88 formed on the outer surface of housing 50. Shoulder 88 is formed, for example, as a substantially annular edge on housing 50.

Además, como se muestra en la Fig. 2, en la realización ilustrativa, la parte 56 de montaje comprende además un manguito 90 de montaje configurado para montarse sobre la superficie exterior de la carcasa 50 para acoplar el hombro 88 y empujar la carcasa 50 hacia el extremo 51 de la carcasa 50 en la dirección longitudinal L. En particular, el manguito 90 de montaje incluye una parte roscada 92 macho configurada para acoplarse a una parte roscada hembra correspondiente formada en la superficie interior del orificio 44 de bujía. De este modo, la bujía 30 se monta en el orificio 44 de bujía apretando el manguito 90 de montaje para presionar la carcasa 50 de la bujía 30 contra el cuerpo 26, 28 de precámara, lo que se describirá con mayor detalle más adelante.Furthermore, as shown in FIG. 2, in the illustrative embodiment, the mounting portion 56 further comprises a mounting sleeve 90 configured to mount on the outer surface of the housing 50 to engage the shoulder 88 and urging the housing 50 toward the end 51 of the housing 50 in the longitudinal direction L. In particular, the mounting sleeve 90 includes a male threaded portion 92 configured to engage a corresponding female threaded portion formed on the inner surface of the spark plug hole 44. Thus, the spark plug 30 is mounted in the spark plug hole 44 by squeezing the mounting sleeve 90 to press the housing 50 of the spark plug 30 against the pre-chamber body 26, 28, which will be described in greater detail later.

Se proporciona una parte 58 de sellado sobre la superficie exterior de la carcasa 50 y se configura para acoplar herméticamente una superficie interior del orificio 44 de bujía en la segunda interfaz 82 de contacto cuando la bujía 30 se monta en el orificio 44 de bujía del modo descrito anteriormente.A sealing portion 58 is provided on the outer surface of the housing 50 and is configured to seal an inner surface of the plug hole 44 at the second contact interface 82 when the plug 30 is mounted in the plug hole 44 as previously described.

Con la configuración anterior, el calor que se transfiere al electrodo central 68 y al electrodo 94 de conexión a tierra debido a la combustión en la precámara 34 puede transferirse al cuerpo 26, 28 de precámara a través de la primera interfaz 80 de contacto y de la segunda interfaz 82 de contacto. En particular, el calor se transfiere desde el electrodo 94 de conexión a tierra a la carcasa 50, en particular, el extremo 51 de la misma en la que el electrodo 94 de conexión a tierra está conectado a la carcasa 50, y desde el extremo 51 de la carcasa 50 hasta el segundo cuerpo 28 de precámara a través de la segunda interfaz 82 de contacto en la que la carcasa 50 se presiona contra la superficie interior del orificio 44 de bujía. Además, el calor se transfiere desde el electrodo central 68 al segundo cuerpo 28 de la precámara a través del aislante 70, la primera interfaz 80 de contacto y la segunda interfaz 82 de contacto.With the above configuration, heat that is transferred to the center electrode 68 and grounding electrode 94 due to combustion in the pre-chamber 34 can be transferred to the pre-chamber body 26, 28 through the first contact interface 80 and the second contact interface 82. In particular, heat is transferred from the grounding electrode 94 to the housing 50, in particular, the end 51 thereof where the grounding electrode 94 is connected to the housing 50, and from the end 51 from the housing 50 to the second prechamber body 28 through the second contact interface 82 where the housing 50 is pressed against the inner surface of the spark plug hole 44. In addition, heat is transferred from the center electrode 68 to the second body 28 of the prechamber through the insulator 70, the first contact interface 80, and the second contact interface 82.

Según la presente descripción, la parte 58 de sellado de la bujía 30 se dispone entre la parte 56 de montaje y la abertura 54 en el extremo 51 de la carcasa 50 en la dirección longitudinal L. Como se muestra en la Fig. 2, esto tiene el efecto de que la transferencia de calor desde la carcasa 50 hasta el segundo cuerpo 28 de precámara se produce muy cerca del extremo 51, donde el electrodo central 68 y el electrodo 94 de conexión a tierra se calientan debido a la combustión en la precámara 34. Esto en contraste con los diseños conocidos en los que la parte de sellado correspondiente se dispone más lejos del extremo de la bujía que la parte de montaje correspondiente, de modo que la transferencia de calor se produce a una distancia significativamente mayor, es decir, da lugar a un enfriamiento significativamente menos efectivo de las partes expuestas del electrodo central 68 y del electrodo 94 de conexión a tierra.According to the present description, the sealing portion 58 of the spark plug 30 is disposed between the mounting portion 56 and the aperture 54 at the end 51 of the housing 50 in the longitudinal direction L. As shown in Fig. 2, this has the effect that the heat transfer from the housing 50 to the second pre-chamber body 28 occurs very close to the end 51, where the center electrode 68 and grounding electrode 94 become hot due to combustion in the pre-chamber 34. This in contrast to known designs in which the corresponding sealing part is arranged further from the end of the spark plug than the corresponding mounting part, so that the heat transfer occurs at a significantly greater distance, ie , results in significantly less effective cooling of the exposed portions of the center electrode 68 and grounding electrode 94.

La Fig. 3 muestra con más detalle una configuración ilustrativa de una bujía 30 según la presente invención.Fig. 3 shows in more detail an illustrative configuration of a spark plug 30 according to the present invention.

Como se muestra en la Fig. 3, la parte 58 de sellado incluye una superficie 84 de sellado cónica formada en la superficie exterior de la carcasa 50 y configurada para acoplar herméticamente una superficie de sellado de contacto del orificio 44 de bujía (véase la Fig. 2). Sin embargo, se apreciará fácilmente que la superficie 84 de sellado cónica es sólo un ejemplo de la parte 58 de sellado de la presente descripción y pueden utilizarse otras configuraciones adecuadas. Por ejemplo, en lugar de una superficie de sellado cónica puede conformarse un hombro o escalón en la superficie exterior de la carcasa 50, siempre y cuando se proporcione una superficie de sellado extendida que pueda presionarse contra una superficie de sellado de contacto del orificio 44 de bujía cuando la bujía 30 está montada en el mismo. Además, en otras realizaciones, la transferencia de calor entre la carcasa 50 y el orificio 44 de bujía puede hacerse proporcionando un elemento intermedio entre los mismos, por ejemplo, un sello anular montado en la superficie exterior de la carcasa 50 y configurado para acoplar herméticamente la superficie interior del orificio 44 de bujía.As shown in Fig. 3, the sealing portion 58 includes a conical sealing surface 84 formed on the outer surface of the housing 50 and configured to tightly engage a contact sealing surface of the spark plug hole 44 (see Fig. . two). However, it will be readily appreciated that the conical sealing surface 84 is only one example of the sealing portion 58 of the present disclosure and other suitable configurations may be used. For example, instead of a conical sealing surface, a shoulder or step may be formed on the outer surface of housing 50, as long as an extended sealing surface is provided that can be pressed against a contact seal surface of bore 44 of spark plug when spark plug 30 is mounted on it. In addition, in other embodiments, the heat transfer between the housing 50 and the spark plug hole 44 can be done by providing an intermediate member therebetween, for example, an annular seal mounted on the outer surface of the housing 50 and configured to tightly mate. the inner surface of the spark plug hole 44.

Además, aunque la Fig. 3 muestra una configuración ilustrativa en la que la parte 56 de montaje incluye el hombro 88 formado sobre la superficie exterior de la carcasa 50 y el manguito 90 de montaje descrito anteriormente, se apreciará fácilmente que en otras realizaciones la parte de montaje puede configurarse como una parte roscada macho que se forma sobre la carcasa 50 y se acopla a una parte roscada hembra formada en la superficie interior del orificio de bujía para montar la bujía en su interior, de modo que la parte 58 de sellado se acople herméticamente a la superficie interior del orificio 44 de bujía en la segunda interfaz 82 de contacto. Evidentemente, en cualquiera de las configuraciones mencionadas anteriormente, la trayectoria de transferencia de calor desde el electrodo central 68 y el electrodo 94 de conexión a tierra hasta el cuerpo 26, 28 de precámara o cualquier otra parte del motor en la cual se monta la bujía 30 puede acortarse debido a que la parte 58 de sellado se disponga más cerca del extremo 51 de la carcasa 50 que la parte 56 de montaje.Furthermore, although FIG. 3 shows an illustrative configuration in which the mounting portion 56 includes the shoulder 88 formed on the outer surface of the housing 50 and the mounting sleeve 90 described above, it is It will be readily appreciated that in other embodiments the mounting portion may be configured as a male threaded portion that is formed on the housing 50 and engages a female threaded portion formed on the interior surface of the spark plug hole to mount the spark plug therein. so that the sealing portion 58 is tightly coupled to the inner surface of the plug hole 44 at the second contact interface 82. Obviously, in any of the aforementioned configurations, the heat transfer path from the center electrode 68 and grounding electrode 94 to the pre-chamber body 26, 28 or any other part of the engine in which the spark plug is mounted 30 may be shortened because the sealing portion 58 is arranged closer to the end 51 of the housing 50 than the mounting portion 56.

Como se muestra en la Fig. 3, en la realización ilustrativa, la primera interfaz 80 de contacto se forma entre una superficie exterior cónica del aislante 70 y una superficie interior cónica correspondiente de la carcasa 50 entre las que se dispone un sello 87. Cuando se ensambla la bujía 30, la transferencia de calor entre el aislante 70 y la carcasa 50 se produce principalmente entre las dos superficies cónicas mencionadas con anterioridad a través del sello 87. Por tanto, la transferencia de calor desde el electrodo central 68 a la carcasa 50 también se produce principalmente a través de la primera interfaz 80 de contacto. El calor que se transfiere desde el electrodo central 68 a la carcasa 50 a través de la primera interfaz 80 de contacto se transfiere seguidamente al segundo cuerpo 28 de la precámara a través de la segunda interfaz 82 de contacto (véase la Fig. 2). La trayectoria de transferencia de calor correspondiente desde el electrodo central 68 se muestra mediante una línea discontinua en la Fig. 3.As shown in Fig. 3, in the illustrative embodiment, the first contact interface 80 is formed between a conical outer surface of the insulator 70 and a corresponding conical inner surface of the housing 50 between which a seal 87 is disposed. the spark plug 30 is assembled, the heat transfer between the insulator 70 and the housing 50 occurs mainly between the two aforementioned conical surfaces through the seal 87. Thus, the heat transfer from the center electrode 68 to the housing 50 also occurs primarily through the first contact interface 80. The heat that is transferred from the center electrode 68 to the housing 50 through the first contact interface 80 is then transferred to the second body 28 of the pre-chamber through the second contact interface 82 (see FIG. 2). The corresponding heat transfer path from the center electrode 68 is shown by a dashed line in Fig. 3.

De forma similar, el calor del electrodo 94 de conexión a tierra también se transfiere al segundo cuerpo 28 de precámara desde la carcasa 50 a través de la segunda interfaz 82 de contacto, en particular, a través de la superficie 84 de sellado cónica que está en contacto térmico con una superficie de contacto del orificio 44 de bujía. Similarly, heat from grounding electrode 94 is also transferred to second prechamber body 28 from housing 50 through second contact interface 82, in particular through conical sealing surface 84 which is in thermal contact with a contact surface of the spark plug hole 44.

Como se muestra en la Fig. 3, en una realización, el al menos un electrodo 94 de conexión a tierra puede estar configurado como una pluralidad de electrodos lineales 96 que sobresalen de la carcasa 50 con respecto al eje longitudinal L, por ejemplo, en un ángulo de entre 0° y 15°. Además, en algunas realizaciones, la pluralidad de electrodos lineales 96, por ejemplo, tres de dichos electrodos lineales, pueden estar dispuestos en intervalos iguales en la dirección circunferencial. También se muestra la trayectoria de transferencia de calor desde los electrodos lineales 96 hasta la segunda interfaz 82 de contacto mediante una línea discontinua en la Fig. 3.As shown in Fig. 3, in one embodiment, the at least one grounding electrode 94 may be configured as a plurality of linear electrodes 96 protruding from the housing 50 with respect to the longitudinal axis L, for example, at an angle between 0 ° and 15 °. Furthermore, in some embodiments, the plurality of linear electrodes 96, for example, three of said linear electrodes, may be arranged at equal intervals in the circumferential direction. The heat transfer path from the linear electrodes 96 to the second contact interface 82 is also shown by a dashed line in FIG. 3.

Se apreciará que las configuraciones del electrodo 94 de conexión a tierra que se muestran en los dibujos son solo ilustrativas y que puede utilizarse cualquier configuración adecuada para dichos electrodos de conexión a tierra. Además, en algunas realizaciones pueden omitirse los electrodos 94 de conexión a tierra. En particular, en algunos casos la propia carcasa 50 puede servir como “electrodo de conexión a tierra” para generar la chispa para encender la combustión en la precámara 34. Evidentemente, en este caso también puede obtenerse el efecto ventajoso descrito anteriormente de la corta trayectoria de transferencia de calor desde la carcasa 50 hasta el segundo cuerpo 28 de precámara o hasta una parte correspondiente del motor.It will be appreciated that the configurations of grounding electrode 94 shown in the drawings are illustrative only and that any suitable configuration can be used for such grounding electrodes. Also, in some embodiments, the grounding electrodes 94 may be omitted. In particular, in some cases the housing 50 itself can serve as a "grounding electrode" to generate the spark to ignite the combustion in the pre-chamber 34. Obviously, in this case also the advantageous effect described above of the short trajectory can be obtained. heat transfer from the housing 50 to the second pre-chamber body 28 or to a corresponding part of the engine.

La Fig. 3 también muestra que, para aumentar el aislamiento térmico de la carcasa 50 de la combustión dentro de la precámara 34, puede proporcionarse un elemento protector 98 que cubra al menos en parte una superficie frontal 53 de la carcasa 50 en el extremo 51 de la misma. En particular, el elemento protector 98 puede estar formado como una cubierta que cubra la superficie frontal 53 de la carcasa 50, por ejemplo, un elemento similar a un tapón que se una al extremo 51 de la carcasa 50 de modo que la pluralidad de electrodos lineales 96 y el electrodo central 68 sobresalgan de la misma. Según la presente invención, el elemento protector 98 se fabrica de un material que tiene una conductividad térmica menor que la del material que forma la carcasa 50. Por ejemplo, el elemento protector 98 puede estar fabricado de un material tal como Inconel o cerámicas para reducir de forma adicional la cantidad de calor que se transfiere desde el lado de la precámara 34 a la carcasa 50. Esto aumenta de forma adicional la cantidad de calor que puede transferirse desde el electrodo central 68 y la pluralidad de electrodos lineales 96 a la carcasa 50 y al cuerpo de precámara 26, 28. Por otra parte, la carcasa 50 puede estar formada por un material con una alta conductividad térmica, por ejemplo, aleación de aluminio y/o aleación de cobre.Fig. 3 also shows that, to increase the thermal insulation of the casing 50 from combustion within the pre-chamber 34, a protective element 98 may be provided which covers at least in part a front surface 53 of the casing 50 at the end 51 Of the same. In particular, the protective element 98 may be formed as a cover that covers the front surface 53 of the housing 50, for example, a plug-like element that is attached to the end 51 of the housing 50 so that the plurality of electrodes lines 96 and the center electrode 68 protrude therefrom. In accordance with the present invention, the shield element 98 is made of a material that has a lower thermal conductivity than the material that forms the housing 50. For example, the shield element 98 can be made of a material such as Inconel or ceramics to reduce additionally the amount of heat that is transferred from the side of the pre-chamber 34 to the housing 50. This further increases the amount of heat that can be transferred from the center electrode 68 and the plurality of linear electrodes 96 to the housing 50 and to the pre-chamber body 26, 28. On the other hand, the housing 50 can be formed of a material with a high thermal conductivity, for example, aluminum alloy and / or copper alloy.

Según algunas realizaciones ilustrativas, la segunda interfaz 82 de contacto se dispone más cerca de la abertura 54 que la primera interfaz 80 de contacto o sustancialmente en la misma posición a lo largo de la dirección longitudinal L. De este modo, la transferencia de calor de la carcasa 50 a la parte del motor en la cual se monta la bujía 30 puede tener lugar lo más cerca posible del extremo 51 de la carcasa 50 para minimizar la longitud de la trayectoria de transferencia de calor desde el electrodo central 68 y el al menos un electrodo 94 de conexión a tierra a la parte del motor en la cual se monta la bujía 30.According to some illustrative embodiments, the second contact interface 82 is disposed closer to the opening 54 than the first contact interface 80 or at substantially the same position along the longitudinal direction L. Thus, heat transfer from the housing 50 to the part of the engine in which the spark plug 30 is mounted can take place as close as possible to the end 51 of the housing 50 to minimize the length of the heat transfer path from the center electrode 68 and the at least a grounding electrode 94 to the part of the engine in which the spark plug 30 is mounted.

Con la bujía 30 según la presente descripción, las distancias de transferencia de calor para al menos el electrodo central 68 y, si lo hubiera, el electrodo 94 de conexión a tierra, pueden acortarse para enfriar de forma eficiente los electrodos. Además, la parte 56 de montaje de la carcasa 50 está aislada del lado de la precámara 34 mediante la parte 58 de sellado dispuesta entre las mismas. En particular, en caso de que se forme una parte roscada macho en una superficie exterior de la carcasa 50 o el manguito 90 de montaje, esta no estará sometida al calor generado por la combustión en la precámara 34. Además, la propia carcasa 50 puede estar aislada térmicamente de la precámara 34 proporcionando el elemento protector 98 para aumentar aún más la transferencia de calor desde los electrodos. With the spark plug 30 according to the present disclosure, the heat transfer distances for at least the center electrode 68 and, if any, the grounding electrode 94, can be shortened to efficiently cool the electrodes. Furthermore, the mounting portion 56 of the housing 50 is isolated from the side of the pre-chamber 34 by the sealing portion 58 disposed therebetween. In particular, if a male threaded portion is formed on an outer surface of the housing 50 or the mounting sleeve 90, it will not be subjected to the heat generated by combustion in the pre-chamber 34. Furthermore, the housing 50 itself may be thermally insulated from pre-chamber 34 by providing shield element 98 to further enhance heat transfer from the electrodes.

Aplicabilidad industrialIndustrial applicability

La bujía 30, como se representa de forma ilustrativa en la presente memoria, es particularmente aplicable a motores de combustión interna de combustible gaseoso que funcionan con una mezcla de combustible gaseoso y aire. Sin embargo, como podrá apreciar un experto en la técnica, la bujía 30, como se describe en la presente memoria, puede utilizarse también en otras configuraciones y tipos de motores.Spark plug 30, as illustratively depicted herein, is particularly applicable to gaseous fuel internal combustion engines operating on a mixture of gaseous fuel and air. However, as one skilled in the art will appreciate, spark plug 30, as described herein, can also be used in other types and configurations of engines.

De forma general, un motor de combustión interna de combustible gaseoso para su uso con las enseñanzas de la presente descripción comprende una pluralidad de cilindros y una pluralidad de conjuntos de precámara. Cada conjunto de precámara comprende un cuerpo de precámara que define una precámara, un dispositivo de suministro de combustible alojado en el cuerpo de precámara y configurado para suministrar combustible gaseoso a la precámara, y una bujía según la presente descripción montada en el orificio formado en el cuerpo de la precámara y configurada para encender el combustible gaseoso en la precámara. La pluralidad de conjuntos de precámara configurados como se ha descrito anteriormente se monta respectivamente en las culatas de cilindro de la pluralidad de cilindros del motor de combustión interna de combustible gaseoso.Generally, a gaseous fuel internal combustion engine for use with the teachings of the present disclosure comprises a plurality of cylinders and a plurality of pre-chamber assemblies. Each pre-chamber assembly comprises a pre-chamber body defining a pre-chamber, a fuel supply device housed in the pre-chamber body and configured to supply gaseous fuel to the pre-chamber, and a spark plug according to the present disclosure mounted in the hole formed in the pre-chamber. pre-chamber body and configured to ignite the gaseous fuel in the pre-chamber. The plurality of pre-chamber assemblies configured as described above are respectively mounted on the cylinder heads of the plurality of cylinders of the gaseous fuel internal combustion engine.

Cabe mencionar que, aunque las realizaciones se han descrito con respecto a una bujía proporcionada en un conjunto de precámara, en otras realizaciones la bujía también puede incorporarse a un motor que no tenga un conjunto de precámara. Es decir, la bujía descrita en la presente memoria puede montarse en una culata de cilindro de un motor de combustión interna y puede disponerse en una cámara de combustión principal del motor. Además, aunque las presentes realizaciones se han descrito con respecto a la combustión de combustible gaseoso, se apreciará que en algunas realizaciones pueden utilizarse distintos tipos de combustible, por ejemplo, combustibles líquidos y/o una mezcla de combustible gaseoso y/o combustible líquido.It should be mentioned that, although the embodiments have been described with respect to a spark plug provided in a pre-chamber assembly, in other embodiments the spark plug may also be incorporated into an engine that does not have a pre-chamber assembly. That is, the spark plug described herein can be mounted in a cylinder head of an internal combustion engine and can be arranged in a main combustion chamber of the engine. Furthermore, although the present embodiments have been described with respect to the combustion of gaseous fuel, it will be appreciated that different types of fuel may be used in some embodiments, for example liquid fuels and / or a mixture of gaseous fuel and / or liquid fuel.

Términos tales como “alrededor de” , “aproximadamente” , o “sustancialmente” según se utilizan en la presente memoria cuando se hace referencia a un valor medible tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal, y similares, pretenden abarcar variaciones de ± 10 % o menos, preferiblemente ± 5 % o menos, más preferiblemente ± 1 % o menos, y aún más preferiblemente ± 0,1 % o menos del valor especificado, en la medida en que tales variaciones sean adecuadas en la invención descrita. Debe entenderse que el valor al que se refiere el modificador “alrededor de” , también se describe preferiblemente de forma concreta. La especificación de intervalos numéricos mediante valores extremos incluye todos los números y fracciones incluidos en los intervalos respectivos, así como los valores extremos especificados.Terms such as "about", "about", or "substantially" as used herein when referring to a measurable value such as a parameter, an amount, a time duration, and the like, are intended to encompass variations in ± 10% or less, preferably ± 5% or less, more preferably ± 1% or less, and still more preferably ± 0.1% or less of the specified value, insofar as such variations are suitable in the disclosed invention. It should be understood that the value referred to by the modifier "about" is preferably also concretely described. Specifying numeric ranges using extreme values includes all numbers and fractions included in the respective ranges, as well as the specified extreme values.

Aunque las realizaciones preferidas de esta invención se han descrito en la presente memoria, pueden incorporarse mejoras y modificaciones sin abandonar el ámbito de las reivindicaciones que siguen. Although the preferred embodiments of this invention have been described herein, improvements and modifications may be incorporated without leaving the scope of the claims that follow.

Claims (13)

REIVINDICACIONES i Una bujía (30) para un motor de combustión interna (1), donde la bujía (30) comprende:i A spark plug (30) for an internal combustion engine (1), where the spark plug (30) comprises: un electrodo central (68) que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal (L); un aislante (70) dispuesto alrededor del electrodo central (68);a central electrode (68) extending along a longitudinal direction (L); an insulator (70) disposed around the center electrode (68); una carcasa (50) montada en el aislante (70), estando la carcasa (50) en contacto térmico con el aislante (70) en una primera interfaz (80) de contacto y teniendo una abertura (54) en un extremo (51) en la dirección longitudinal (L) a través de la cual se expone el electrodo central (68); una parte (56) de montaje proporcionada sobre una superficie exterior de la carcasa (50) y configurada para montar de forma desmontable la bujía (30) en un orificio (44) de bujía del motor (1) de combustión interna;a housing (50) mounted on the insulator (70), the housing (50) being in thermal contact with the insulator (70) at a first contact interface (80) and having an opening (54) at one end (51) in the longitudinal direction (L) through which the central electrode (68) is exposed; a mounting portion (56) provided on an outer surface of the housing (50) and configured to removably mount the spark plug (30) in a spark plug hole (44) of the internal combustion engine (1); una parte (58) de sellado proporcionada sobre la superficie exterior de la carcasa (50) y configurada para acoplar herméticamente una superficie interior del orificio (44) de bujía en una segunda interfaz (82) de contacto cuando la bujía (30) se monta en el orificio (44) de bujía, en donde la parte (58) de sellado está dispuesta entre la parte (56) de montaje y la abertura (54) en la dirección longitudinal (L); caracterizada por que también comprende un elemento protector (98) que cubre, al menos en parte, una superficie frontal (53) de la carcasa (50) en el extremo (51) de la misma,a sealing portion (58) provided on the outer surface of the housing (50) and configured to hermetically engage an inner surface of the spark plug hole (44) at a second contact interface (82) when the spark plug (30) is mounted in the spark plug hole (44), wherein the sealing part (58) is arranged between the mounting part (56) and the opening (54) in the longitudinal direction (L); characterized in that it also comprises a protective element (98) that covers, at least in part, a front surface (53) of the casing (50) at the end (51) thereof, en donde el elemento protector (98) está hecho de un material que tiene una conductividad térmica menor que la del material que forma la carcasa (50), por ejemplo, Inconel y/o materiales cerámicos.wherein the protective element (98) is made of a material that has a lower thermal conductivity than the material that forms the housing (50), for example, Inconel and / or ceramic materials. 2 La bujía de la reivindicación 1, en donde la parte (58) de sellado incluye una superficie (84) de sellado cónica configurada para acoplar herméticamente una superficie de sellado de contacto del orificio (44) de bujía.The spark plug of claim 1, wherein the sealing portion (58) includes a conical sealing surface (84) configured to hermetically engage a contact sealing surface of the spark plug hole (44). 3. La bujía de la reivindicación 1 o 2, en donde la parte (58) de sellado incluye un sello anular montado en la superficie exterior de la carcasa (50) y configurado para acoplar herméticamente la superficie interior del orificio (44) de la bujía.The spark plug of claim 1 or 2, wherein the sealing portion (58) includes an annular seal mounted to the outer surface of the housing (50) and configured to tightly engage the inner surface of the hole (44) of the spark plug. 4. La bujía de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la parte (56) de montaje incluye un hombro (88) conformado en la superficie exterior de la carcasa (50).The spark plug of any of claims 1 to 3, wherein the mounting portion (56) includes a shoulder (88) formed on the outer surface of the housing (50). 5. La bujía de la reivindicación 4, en donde el hombro (88) se forma como un borde sustancialmente anular sobre la carcasa (50).The spark plug of claim 4, wherein the shoulder (88) is formed as a substantially annular edge on the housing (50). 6. La bujía de la reivindicación 4 o 5, que comprende además un manguito (90) de montaje configurado para su montaje sobre la superficie exterior de la carcasa (50) para acoplar el hombro (88) y empujar la carcasa (50) hacia el extremo (51) en la dirección longitudinal (L).The spark plug of claim 4 or 5, further comprising a mounting sleeve (90) configured for mounting on the outer surface of the housing (50) to engage the shoulder (88) and biasing the housing (50) toward the end (51) in the longitudinal direction (L). 7. La bujía de la reivindicación 6, en donde el manguito (90) de montaje incluye una parte roscada macho (92) configurada para acoplarse con una parte roscada hembra formada en la superficie interior del orificio (44) de la bujía para montar la bujía (30) en el orificio (44) de bujía.The spark plug of claim 6, wherein the mounting sleeve (90) includes a male threaded portion (92) configured to mate with a female threaded portion formed on the inside surface of the spark plug hole (44) to mount the plug. spark plug (30) into the spark plug hole (44). 8. La bujía de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la parte (56) de montaje incluye una parte roscada macho formada sobre la carcasa (50) y configurada para acoplarse a una parte roscada hembra formada en la superficie interior del orificio (44) de bujía para montar la bujía (30) dentro del orificio (44) de bujía de modo que la parte (58) de sellado acople herméticamente la superficie interior del orificio (44) de bujía en la segunda interfaz (82) de contacto.The spark plug of any one of claims 1 to 3, wherein the mounting portion (56) includes a male threaded portion formed on the housing (50) and configured to engage a female threaded portion formed on the inner surface of the Spark plug hole (44) for mounting the spark plug (30) into the spark plug hole (44) so that the sealing portion (58) tightly engages the inner surface of the spark plug hole (44) at the second interface (82) contact. 9. La bujía de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además al menos un electrodo (94) de conexión a tierra montado en el extremo (51) de la carcasa (50) y dispuesto para estar orientado hacia el electrodo central (68), estando configurado el al menos un electrodo de conexión a tierra para estar en contacto térmico con la superficie interior del orificio (44) de bujía a través de la carcasa (50) y de la segunda interfaz (82) de contacto.The spark plug of any preceding claim further comprising at least one grounding electrode (94) mounted to the end (51) of the housing (50) and arranged to face the center electrode (68), the at least one grounding electrode being configured to be in thermal contact with the inner surface of the spark plug hole (44) through the housing (50) and the second contact interface (82). 10. La bujía de la reivindicación 9, en donde el al menos un electrodo (94) de conexión a tierra incluye una pluralidad de electrodos lineales (96) que sobresalen de la carcasa (50) en un ángulo con respecto a la dirección longitudinal (L), por ejemplo, en un ángulo de entre 0° y 15°.The spark plug of claim 9, wherein the at least one grounding electrode (94) includes a plurality of linear electrodes (96) protruding from the housing (50) at an angle relative to the longitudinal direction ( L), for example, at an angle between 0 ° and 15 °. 11. La bujía de la reivindicación 10, en donde la pluralidad de electrodos lineales (96), por ejemplo, tres electrodos lineales, están dispuestos a intervalos iguales en la dirección circunferencial.The spark plug of claim 10, wherein the plurality of linear electrodes (96), eg, three linear electrodes, are arranged at equal intervals in the circumferential direction. 12. La bujía de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la segunda interfaz (82) de contacto está dispuesta más cerca de la abertura (54) que la primera interfaz (80) de contacto, o sustancialmente en la misma posición que la primera interfaz (80) de contacto en la dirección longitudinal (L). The spark plug of any one of the preceding claims, wherein the second contact interface (82) is disposed closer to the opening (54) than the first contact interface (80), or in substantially the same position as the first contact interface (80) in the longitudinal direction (L). 13. Una unidad (20) de precámara para un motor (1) de combustión interna que comprende:13. A pre-chamber unit (20) for an internal combustion engine (1) comprising: un cuerpo (26, 28) de precámara que define una precámara (34); ya pre-chamber body (26, 28) defining a pre-chamber (34); Y una bujía (30) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 montada en un orificio (44) de bujía formado en el cuerpo (26, 28) de precámara, de modo que la parte (58) de sellado de la bujía (30) acopla herméticamente la superficie interior del orificio (44) de bujía en la segunda interfaz (82) de contacto. A spark plug (30) according to any of claims 1 to 12 mounted in a spark plug hole (44) formed in the pre-chamber body (26, 28) so that the sealing portion (58) of the spark plug (30) hermetically engages the inner surface of the spark plug hole (44) at the second contact interface (82).
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