FR2860654A1 - Bougie d'allumage pour temperatures elevees - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une bougie d'allumage qui comprend un isolant (2) ayant un perçage axial et une électrode centrale (3) dont l'extrémité dépasse d'une extrémité de l'isolant. L'électrode centrale comprend un organe de base d'électrode (3a)en Nickel pur ou en alliage contenant plus de 85 % en poids de Nickel, et une pastille (31) de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode. La bougie comprend en outre une enveloppe métallique (1)qui entoure l'isolant, et une électrode de masse (4) dont une extrémité est reliée à l'enveloppe métallique et dont une autre partie d'extrémité est opposée à la pastille de métal précieux pour la formation d'un espace de décharge disruptive. Si l'on appelle M le diamètre externe de l'extrémité de l'enveloppe métallique, D1 le diamètre interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale, on a les relations : M ≤ 10,1 mm, 0,5 mm ≤ D2 < 1,4 mm, et D1/D2 ≥ 3,5.Application aux moteurs à combustion interne.

Description

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La présente invention concerne une bougie d'allumage utilisée pour l'allumage d'un moteur à combustion interne.

On a déjà proposé, comme bougie d'allumage destinée à assurer l'allumage d'un moteur à combustion interne, par exemple d'automobile, de nombreuses bougies du type dans lequel une pastille de métal précieux essentiellement formée de Pt, Ir ou analogue est soudée à une extrémité d'une électrode. Cette configuration est utilisée parce qu'une partie de décharge de la bougie dépasse dans une chambre de combustion pour favoriser les possibilités d'allumage par la bougie, si bien que la partie de décharge est exposée à une température élevée.

Récemment, les culasses ont eu tendance à prendre une structure compliquée, et l'espace voisin d'une soupape dans lequel doit être montée une bougie d'allumage est réduit. En conséquence, on demande de plus en plus une petite bougie d'allumage dans laquelle le diamètre externe de la partie filetée de montage d'une enveloppe métallique est réduite à une valeur inférieure ou égale à 12 mm. Lorsque le diamètre interne de l'enveloppe métallique est réduit, la distance comprise entre la face latérale d'une électrode centrale qui dépasse d'un isolant et la face interne de l'enveloppe métallique est plus petite que pour une bougie d'allumage classique. Un problème se pose car une décharge dite "latérale", créée entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique, se forme facilement. Lorsqu'une telle décharge latérale apparaît, la décharge disruptive n'est pas créée dans l'entrefer de décharge et les possibilités d'allumage sont sérieusement réduites. On a déjà proposé diverses techniques pour empêcher l'apparition de cette décharge latérale.

2860654 2 On a déterminé, comme indiqué pour la bougie d'allumage du document JP-A-2000 243 535, que, dans une configuration dans laquelle la partie de décharge est constituée d'une partie réfractaire d'un métal précieux, l'usure de cette partie de décharge ne progressait pas beaucoup même lorsque la propriété de dissipation de chaleur de l'électrode centrale était relativement réduite par réduction du diamètre de l'électrode centrale. En conséquence, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique est suffisante pour que le diamètre de l'électrode centrale soit réduit, et l'apparition d'une décharge latérale est réduite.

Les moteurs à combustion interne récents, pour que leur puissance soit accrue et que leur consommation en carburant soit meilleure, doivent avoir une température et une pression accrues dans la chambre de combustion et permettre l'allumage d'un mélange combustible pauvre. Cependant, il est possible que l'apparition des décharges latérales ne puisse pas être suffisamment éliminée dans la bougie d'allumage du document précité JP-A-2000 243 535.

L'invention a donc pour objet la mise à disposition d'une bougie d'allumage dans laquelle une pastille de métal précieux est utilisée dans une partie de décharge, ayant une partie filetée de montage de diamètre externe inférieur ou égal à 12 mm, et qui permet d'éviter l'apparition d'une décharge latérale, qui a une petite dimension, et qui donne d'excellentes propriétés d'allumage.

L'objet précité de l'invention est atteint grâce à une bougie d'allumage qui comprend: un isolant ayant un trou axial formé dans une 35 direction axiale de la bougie, 2860654 3 une électrode centrale placée du côté d'extrémité du trou axial de l'isolant afin que son extrémité dépasse du côté de l'extrémité de l'isolant, l'électrode centrale comprenant un organe de base d'électrode formé de nickel pur ou d'un alliage de nickel contenant au moins 85 % en poids de nickel, et une pastille de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode, une enveloppe métallique entourant l'isolant, et une électrode de masse dont une extrémité est raccordée à l'enveloppe métallique et une autre partie d'extrémité est opposée à la pastille de métal précieux pour la formation d'un espace de décharge disruptive entre l'électrode de masse et la pastille de métal précieux, dans laquelle, si l'on appelle M le diamètre externe de l'extrémité de l'enveloppe métallique, Dl le diamètre interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant, on a les relations: M 10,1 mm, 0,5 mm < D2 < 1,4 mm, et D1/D2 > 3,5.

Dans le cas d'une bougie d'allumage dont le diamètre externe M de l'extrémité de l'enveloppe métallique est inférieur ou égal à 10,1 mm, correspondant au diamètre de filetage M12, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique est inférieure à celle d'une bougie d'allumage classique (une bougie d'allumage dans laquelle le diamètre externe M de l'extrémité dépasse 10,1 mm), et il est donc possible qu'une décharge latérale apparaisse entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. En conséquence, la bougie d'allumage selon l'invention a 2860654 4 une structure telle que, lorsque le diamètre interne de la face d'extrémité de l'enveloppe métallique est appelé Dl et le diamètre externe de l'électrode centrale, dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant, est appelé D2, on a la relation D1/D2 > 3,5. Dans cette configuration, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique peut être suffisante et les décharges latérales peuvent être réduites entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Lorsqu'on a la relation D1/D2 < 3,5, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique ne peut pas être suffisante et il est possible qu'une décharge latérale se produise entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. De préférence, on a la relation D1/D2 > 5,0.

Le diamètre externe M de l'extrémité de l'enveloppe métallique désigne le diamètre externe de l'extrémité à l'exclusion de la partie chanfreinée formée au bord de l'extrémité de l'enveloppe métallique (c'est-à-dire que la partie chanfreinée n'est pas soustraite de M). L'invention peut aussi s'appliquer à une bougie d'allumage dite "sans filet" dans laquelle une partie filetée de montage n'est pas formée à la face externe de l'enveloppe métallique.

Dans une bougie d'allumage dans laquelle le diamètre externe M de l'extrémité de l'enveloppe métallique est inférieur ou égal à 10,1 mm, pour que la structure formée corresponde à la relation D1/D2 > 3,5, il est préférable de respecter la relation 0,5 mm < D2 < 1,4 mm, D2 étant le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant. Lorsque le diamètre D2 est ainsi réglé, on peut facilement obtenir la relation D1/D2 > 3,5 lors du réglage du diamètre externe M de l'extrémité de 2860654 5 l'enveloppe métallique à une valeur inférieure ou égale à 10,1 mm.

En outre, dans la bougie d'allumage décrite dans le document précité JP-A2000 243 535, comme selon l'invention, il est proposé que la partie de décharge soit formée d'une pastille de métal précieux mais que le diamètre de l'électrode centrale soit réduit, si bien que la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique peut être suffisante et les décharges latérales entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique peuvent être réduites. Dans la bougie d'allumage du document précité JP-A- 2000 243 535 cependant, la propriété de dissipation de chaleur de l'électrode centrale, due à la réduction de diamètre de l'électrode centrale, n'est pas prise en compte. Dans le cas où une décharge latérale se produit facilement du fait d'une élévation de la température et de la pression en conséquence, il est difficile de réduire simplement le diamètre de l'électrode centrale. Au contraire, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'électrode centrale a une configuration qui comprend l'organe de base d'électrode qui est formé de Ni pur ou d'un alliage de Ni contenant au moins 85 % en poids de Ni, et une pastille de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode. Comme une pastille de métal précieux est disposée à l'extrémité de l'électrode centrale et comme l'organe de base d'électrode utilisé est formé de Ni pur ou d'un alliage de Ni contenant au moins 85 % en poids de Ni, la résistance à la chaleur de l'électrode centrale est suffisante et l'usure de la partie de décharge est réduite. En conséquence, le diamètre externe D2 de l'électrode centrale, dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant, peut être réglé suivant la relation 0,5 mm < D2 < 1,4 mm comme décrit 2860654 6 précédemment, et les décharges latérales peuvent être supprimées.

Lorsque l'électrode centrale comporte un organe de base d'électrode formé d'un alliage de Ni contenant moins de 85 % en poids de Ni, la résistance à la chaleur de l'électrode centrale n'est pas suffisante si bien que la réduction d'usure de la partie de décharge n'est pas obtenue.

Dans un second mode de réalisation, une bougie 10 d'allumage selon l'invention comprend: un isolant ayant un trou axial dans une direction axiale de la bougie, une électrode centrale placée du côté de l'extrémité du trou axial de l'isolant afin que son extrémité dépasse du côté de l'extrémité de l'isolant, l'électrode centrale comprenant un organe de base d'électrode et une pastille de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode, une enveloppe métallique entourant l'isolant, et une électrode de masse dont une extrémité est raccordée à l'enveloppe métallique et une autre partie d'extrémité est opposée à la pastille de métal précieux pour la formation d'un espace de décharge disruptive entre l'électrode de masse et la pastille de métal précieux, dans laquelle l'organe de base d'électrode est formé par un noyau placé à l'intérieur de l'organe de base d'électrode, le noyau contenant au moins 90 % en poids d'un métal dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est au moins égale à 90 W.mK, et une couche de revêtement qui entoure le noyau, ayant une épaisseur de couche de revêtement à l'extrémité de l'isolant qui est au moins égale à 5 pm et qui est formée de nickel pur ou d'un alliage de nickel de conductibilité thermique inférieure à celle du noyau, et 2860654 7 si l'on appelle M le diamètre externe de l'extrémité de l'enveloppe métallique, Dl le diamètre interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant, on a les relations: M 10,1 mm 0,5 mm < D2 < 1,4 mm, et D1/D2 > 3,5 mm.

Dans le cas d'une bougie d'allumage dont le diamètre externe M de l'extrémité de l'enveloppe métallique est inférieur ou égal à 10,1 mm (correspondant à un diamètre de filetage M12), la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique est inférieure à celle d'une bougie d'allumage classique (une bougie d'allumage dans laquelle le diamètre externe M de l'extrémité est supérieur à 10,1 mm), si bien qu'il est possible qu'une décharge latérale se forme entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. En conséquence, la bougie d'allumage selon l'invention a une structure telle que, lorsque le diamètre interne de la face d'extrémité de l'enveloppe métallique est appelé Dl et le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant est appelé D2, la relation D1/D2 > 3,5 est obtenue. Dans cette configuration, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique peut être suffisante et des décharges latérales peuvent être réduites entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Lorsqu'on a la relation D1/D2 < 3,5, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique ne peut pas être suffisante si bien qu'il est possible qu'une 2860654 8 décharge latérale se produise entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. De préférence, on la relation D1/D2 > 5,0.

Dans une bougie d'allumage dans laquelle le diamètre externe M de l'extrémité de l'enveloppe métallique est inférieur ou égal à 10,1 mm, il est préférable, pour la formation d'une structure selon la relation Dl/D2 > 3,5, d'obtenir la relation 0,5 mm < D2 < 1,4 mm, D2 étant le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant. Lorsque le diamètre D2 est réglé de cette manière, il est facile d'obtenir la relation Dl/D2 > 3,5 avec réglage du diamètre externe M de l'extrémité d'enveloppe métallique à une valeur inférieure ou égale à 10,1 mm.

En outre, dans la bougie d'allumage décrite dans le document précité JPA 2000-243 535 comme selon l'invention, il est avantageux que la partie de décharge ait une configuration comprenant une pastille de métal précieux et telle que le diamètre de l'électrode centrale est réduit, si bien que la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique peut être suffisante pour que des décharges latérales ne se forment pas entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Dans la bougie d'allumage décrite dans le document précité JP-A-2000 243 535 cependant, la propriété de dissipation de chaleur de l'électrode centrale due à la réduction du diamètre de l'électrode centrale n'est pas prise en compte. Dans une situation dans laquelle une décharge latérale se produit facilement à cause de l'élévation de la température et de la pression, il est donc difficile de simplement réduire le diamètre de l'électrode centrale.

Au contraire, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'électrode centrale comporte l'organe de 2860654 9 base d'électrode formé par un noyau disposé à l'intérieur de l'organe de base d'électrode, le noyau contenant au moins 90 % en poids d'un métal dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est au moins égale à 90 W.mK, et par une couche de revêtement qui entoure le noyau, l'épaisseur de la couche à extrémité de l'isolant étant supérieure ou égale à 5 pm, la couche de revêtement étant formée de Ni pur ou d'un alliage de Ni de conductibilité thermique inférieure à celle du noyau, et une pastille de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode. Comme une pastille de métal précieux est placée à l'extrémité de l'électrode centrale et l'organe de base d'électrode est formé par le noyau placé à l'intérieur de l'organe de base d'électrode et contenant au moins 90 % en poids d'un métal dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est au moins égale à 90 W.mK, et l'épaisseur de la couche formée à l'extrémité de l'isolant est supérieure ou égale à 5 pm, la couche de revêtement étant formée de Ni pur ou d'un alliage de Ni de conductibilité thermique inférieure à celle du noyau, la résistance à la chaleur de l'électrode centrale est obtenue et l'usure de la partie de décharge est réduite. En conséquence, le diamètre externe D2 de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant peut être réglé comme décrit précédemment suivant la relation 0, 5 mm < D2 < 1,4 mm, et les décharges latérales peuvent être réduites. Les conductibilités thermiques des métaux purs sont indiquées dans le document "Rika Nenpyo" (version 2002).

Lorsque l'épaisseur de la couche de revêtement de l'extrémité de l'isolant est inférieure à 5 pm, cette couche de revêtement est si mince que le matériau du noyau qui présente une dilatation plus importante 2860654 10 provoque la rupture du matériau de revêtement et est exposé, si bien que la résistance à l'usure de l'organe de base d'électrode lui- même est réduite. Dans le cas où l'alliage de nickel contient moins de 85 % en poids de nickel, l'épaisseur de la couche de revêtement est de préférence réglée entre 5 et 500 pm. Lorsque l'épaisseur dépasse 500 pm, la résistance à la chaleur ne peut pas être obtenue et la résistance à l'usure est réduite.

Dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'extrémité de l'isolant dépasse de préférence de l'extrémité de l'enveloppe métallique ou se trouve dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'enveloppe métallique et, lorsque le diamètre externe de l'isolant dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'enveloppe métallique est appelé D3, on a la relation D1/D3 > 1,8. Lorsque cette relation D1/D3 > 1,8 est obtenue comme décrit précédemment, l'espace formé entre la face externe de l'isolant et l'enveloppe métallique peut être agrandi, et les décharges latérales peuvent être encore plus réduites entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Lorsqu'on obtient la relation D1/D3 < 1,8, l'espace compris entre la face externe de l'isolant et l'enveloppe métallique est trop petit et les effets précités ne peuvent pas être suffisamment obtenus. Il est en outre préférable d'obtenir la relation D3 > D2 + 0,1 mm. Lorsqu'on a la relation D3 < D2 + 0,1 mm, l'épaisseur de l'isolant est trop faible et l'isolant a une rigidité diélectrique insuffisante et pose un problème de claquage diélectrique ou analogue. De préférence, on obtient la relation D1/D3 > 2,0.

Dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'extrémité de l'isolant est de préférence disposée du côté de l'extrémité arrière par rapport à l'extrémité de l'enveloppe métallique et, si l'on appelle D4 le 2860654 11 diamètre externe de l'extrémité de l'isolant, on obtient la relation D1/D4 > 1,8. Lorsqu'on obtient cette relation D1/D4 > 1,8, l'espace formé entre la face externe de l'isolant et l'enveloppe métallique peut être agrandi et les décharges latérales peuvent être mieux supprimées entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Lorsqu'on obtient la relation D1/D4 < 1,8, l'espace compris entre la face externe de l'isolant et l'enveloppe métallique est trop petit mais les effets précités ne peuvent pas être obtenus suffisamment. En outre, il est avantageux d'obtenir la relation D4 > D2 + 0,1 mm. En effet, lorsqu'on a la relation D4 < D2 + 0,1 mm, l'épaisseur de l'isolant est trop petite si bien que l'isolant n'a pas une rigidité diélectrique suffisante et il se pose un problème de claquage diélectrique. De préférence, on obtient la relation D1/D4 > 2,0. Comme l'indique la figure 3, le diamètre externe D4 de l'extrémité de l'isolant est le diamètre formé à l'intersection d'un plan virtuel contenant la face d'extrémité de l'isolant et une face latérale virtuelle obtenue par prolongement de la face latérale de l'isolant du côté de l'extrémité.

Dans la bougie d'allumage selon l'invention, la pastille de métal précieux peut contenir essentiellement (au moins 50 % en poids) de l'iridium Ir ou du platine Pt. Même si la température de l'électrode centrale augmente facilement, ces éléments métalliques donnent une excellente résistance à l'usure à la partie de décharge.

Dans la bougie d'allumage selon l'invention, la pastille de métal précieux est un alliage de Ir qui contient Ir à raison d'au moins 50 % en poids, et auquel on a ajouté au moins un élément choisi parmi Pt, Rh, Ni, Ru, Pd, W et Re. L'iridium a une propriété telle qu'il s'oxyde facilement et se volatilise dans la région des températures élevées. Lorsque la pastille de 2860654 12 métal précieux contient essentiellement de l'iridium et celui-ci est utilisé tel quel dans la partie de décharge, une usure due à l'oxydation ou à la volatilisation peut être supérieure à l'usure due aux décharges. En conséquence, la pastille de métal précieux est de préférence un alliage d'iridium qui contient essentiellement de l'iridium et auquel est ajouté au moins un élément choisi parmi W, Pt, Rh, Ni, Ru, Pd et Re, si bien que l'oxydation et la volatilisation de l'iridium peuvent être avantageusement réduites et la partie de décharge peut posséder alors une excellente résistance à l'usure.

Lorsque la pastille de métal précieux est formée d'un alliage d'iridium contenant essentiellement de l'iridium et auquel a été ajouté du rhodium Rh, il est possible de réduire l'usure due à l'oxydation ou à la volatilisation et l'usure due à la formation des décharges, mais il est possible qu'il apparaisse une usure anormale de la partie de décharge telle que la face latérale de la partie de décharge présente un creusement. Lorsque la pastille de métal précieux contient un alliage d'iridium qui contient essentiellement de l'iridium auquel du rhodium Rh est ajouté, et auquel du nickel Ni est en outre ajouté, l'usure anormale peut être réduite par réduction de l'usure due à l'oxydation ou à la volatilisation et à l'usure due à la formation des décharges.

Lorsque la pastille de métal précieux est formée à base de l'alliage précité d'iridium, au moins un oxyde, un carbure, un nitrure ou un borure d'au moins un élément choisi parmi Y, Zr et La peut être ajouté pour réduire l'oxydation et la volatilisation de l'iridium. Par exemple, un oxyde (notamment un oxyde complexe) d'au moins un élément choisi parmi Y, Zr et La peut être contenu à raison de 0,1 à 15 % en poids.

Suivant la configuration, l'usure due à l'oxydation ou 2860654 13 à la volatilisation de l'iridium contenu peut être réduite très efficacement. Lorsque la quantité d'oxyde est inférieure à o,l % en poids, l'effet de réduction de l'oxydation et de la volatilisation de Ir par addition de l'oxyde n'est pas suffisant. Au contraire, lorsque la quantité d'oxyde dépasse 15 % en poids, la résistance aux chocs thermiques de la pastille est réduite. En conséquence, il peut apparaître un défaut sous forme de fissures dans le cas où par exemple la pastille est fixée à l'électrode par soudage ou analogue. On utilise de préférence Y2O3 comme oxyde. On peut aussi utiliser avantageusement La2O3r ZrO2 et analogue.

Dans la bougie d'allumage selon l'invention, une partie chanfreinée est de préférence formée à un bord périphérique interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique. Avec cette configuration, la distance comprise entre la périphérie externe de l'électrode centrale et la périphérie interne de la face d'extrémité de l'enveloppe métallique est accrue, et des décharges latérales peuvent être mieux supprimées.

Dans la bougie d'allumage selon l'invention, la distance minimale dans la direction axiale comprise entre le noyau de l'organe de base d'électrode et la pastille de métal précieux est de préférence inférieure ou égale à 2 mm. Dans cette configuration, la chaleur en excès de la pastille de métal précieux peut être efficacement transférée au noyau de l'électrode centrale si bien que la résistance à l'usure de la pastille de métal précieux est accrue.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: 2860654 14 la figure 1 est une coupe en élévation frontale d'une bougie d'allumage dans un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une coupe en élévation frontale 5 représentant les parties principales de la figure 1; la figure 3 est une coupe en élévation frontale représentant des parties principales dans un second mode de réalisation; la figure 4 est une coupe en élévation frontale 10 représentant des parties principales dans un troisième mode de réalisation; la figure 5 est une coupe en élévation frontale représentant des parties principales dans un quatrième mode de réalisation; et la figure 6 est une coupe en élévation frontale représentant des parties principales d'un mode de réalisation de bougie d'allumage dans laquelle une partie de base est plus épaisse qu'une partie d'extrémité.

Premier mode de réalisation On considère dans la suite plusieurs modes de réalisation de l'invention, en référence aux dessins. L'invention n'est cependant pas limitée à ceux-ci.

Une bougie d'allumage 100 contenant une résistance, représentée sur les figures 1 et 2, constitue un exemple de l'invention et comporte une enveloppe métallique cylindrique 1, un isolant 2 monté dans l'enveloppe métallique 1 de manière qu'une partie d'extrémité en dépasse, une électrode centrale 3 disposée à l'intérieur de l'isolant 2 et qui fait dépasser une partie 31 de décharge, et une électrode de masse 4 disposée afin qu'elle soit en face d'une face latérale de la partie 31 de décharge (électrode centrale 3). L'électrode de masse 4 est courbée afin que sa face d'extrémité soit opposée et pratiquement parallèle à la face latérale de la partie 31 de 2860654 15 décharge en direction pratiquement parallèle, et une partie 32 de décharge est formée à un emplacement opposé à la partie 31 de décharge. L'espace compris entre les parties 31 et 32 de décharge constitue un entrefer g ou espace de décharge. Au contraire, une partie d'extrémité arrière de l'électrode de masse 4 est fixée à l'enveloppe métallique 1 et intégrée à celle-ci par soudage ou analogue.

L'enveloppe métallique 1 est formée d'acier au carbone ou analogue. Comme l'indique la figure 1, une partie filetée 12 de montage de la bougie d'allumage 100 sur un bloc-moteur, qui n'est pas représenté, est formée à la face périphérique externe de l'enveloppe métallique. Par exemple, le diamètre externe M d'extrémité de la partie filetée est de 6,5 mm (filetage de dimensions nominales M8) à 10,1 mm (filetage de dimensions nominales M12). L'enveloppe métallique possède une saillie 1c qui dépasse circonférentiellement de la face interne, et un gradin d'extrémité arrière ld par lequel la saillie 1c est raccordée à la face interne de l'enveloppe métallique. Le gradin ld d'extrémité arrière coopère avec un gradin 2a de l'isolant 2 qui est formé entre une partie avant 2i de l'isolant et une partie arrière 2g de l'isolant 2, si bien que l'isolant 2 est fixé à l'enveloppe métallique 1 avec une garniture 63 placée entre eux.

L'électrode centrale 3 a une configuration qui comprend la partie 31 de décharge et un organe de base 3a d'électrode. Cet organe de base 3a d'électrode est formé de Ni pur ou d'un alliage de Ni qui contient au moins 85 % en poids de nickel ou plus précisément un alliage à 95 % en poids de Ni. Dans l'organe de base 3a de l'électrode centrale 3, le diamètre du côté de l'extrémité est réduit, et la face d'extrémité est aplatie. Une pastille de métal précieux ayant la forme d'une plaque circulaire constituant la partie 31 de 2860654 16 décharge est placée à la face d'extrémité, et une partie soudée W est formée le long du bord externe de la face de jonction pour la fixation de la pastille par soudage au laser, soudage par faisceau d'électrons, soudage par résistance ou analogue, avec ainsi formation de la partie 31 de décharge. La partie 32 de décharge est réalisée par disposition d'une partie analogue sur l'électrode de masse 4 et a une position qui correspond à celle de la partie 31 de décharge, et par formation d'une partie analogue soudée W le long du bord externe de la face de jonction afin que la pastille soit fixée. Les parties 31 et 32 de décharge sont constituées d'un métal contenant essentiellement Pt, Ir et W. Plus précisément, des alliages dePt tels que Pt-Ir, Pt-Rh et Pt-Rh-Ni, et des alliages de Ir tels que Ir-Pt5 (% en poids), Ir-Rh20, Ir-Rh-Ni, Ir-Rh-Ni-Pt, Ir-Ru Rh-Ni et Ir-Rh-W sont utiles. Dans une variante, la partie 32 de décharge peut être omise. Dans le présent mémoire, l'expression "partie de décharge" désigne une partie d'une pastille associée qui n'est pas affectée par la variation de composition due au soudage (par exemple d'une partie qui exclut une partie dans laquelle le matériau est allié par soudage au matériau de l'électrode de masse ou de l'électrode centrale). Comme une pastille de métal précieux est placée à l'extrémité de l'électrode centrale et Ni pur ou un alliage de Ni contenant au moins 85 % en poids de Ni est utilisé comme organe de base d'électrode, la résistance à la chaleur de l'électrode centrale est encore accrue et l'usure des parties de décharge est réduite. En conséquence, le diamètre externe de l'électrode centrale peut être réduit comme décrit dans la suite.

Lorsque le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant est appelé D2, on obtient la relation 0,5 mm 2860654 17 < D2 < 1,4 mm. Lorsque le diamètre D2 est réglé de cette manière, il est facile d'obtenir la relation D1/D2 > 3,5, comme décrit dans la suite.

L'isolant 2 est formé d'un corps fritté d'une céramique, telle que l'alumine ou le nitrure d'aluminium. Un trou débouchant 6 dans lequel est destinée à être montée l'électrode centrale 3 est formé à l'intérieur de l'isolant, dans sa direction axiale O. Un plot 13 de borne est monté et fixé du côté de la première extrémité du trou débouchant 6 et l'électrode centrale 3 est montée et fixée de manière analogue du côté de l'autre extrémité. Dans le trou débouchant 6, une résistance 15 est placée entre le plot de borne 13 et l'électrode centrale 3. Les parties d'extrémité de la résistance 15 sont connectées électriquement à l'électrode centrale 3 et au plot de borne 13 par des couches 16, 17 d'étanchéité formées d'un verre conducteur.

Au contraire, lorsque le diamètre interne de la face d'extrémité de l'enveloppe métallique 1 est appelé D1 et le diamètre externe de l'électrode centrale 3 dans le plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant 2 est appelé D2, on obtient la relation D1/D2 > 3,5. Dans le cas d'une bougie d'allumage dont le diamètre externe M d'extrémité de l'enveloppe métallique 1 est inférieur ou égal à 10,1 mm, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale 3 et la face interne de l'enveloppe métallique 1 est inférieure à celle d'une bougie d'allumage classique (une bougie d'allumage dans laquelle le diamètre externe M d'extrémité dépasse 10,1 mm), et il est donc possible qu'une décharge latérale se forme entre l'électrode centrale 3 et l'enveloppe métallique 1. En conséquence, la bougie d'allumage 100 selon l'invention a une structure telle que, si l'on appelle Dl le diamètre interne de la face d'extrémité de l'enveloppe 2860654 18 métallique 1 et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale 3 dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant 2, on a la relation D1/D2 > 3,5. Avec cette configuration, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale 3 et la face interne de l'enveloppe métallique 1 peut être suffisante et des décharges latérales peuvent être supprimées entre l'électrode centrale 3 et l'enveloppe métallique 1.

Lorsque le diamètre externe de l'isolant dans un plan virtuel contenant la face d'extrémité de l'enveloppe métallique est appelé D3, on a la relation D1/D3 > 1,8. Si l'on obtient cette relation D1/D3 > 1,8, l'espace formé entre la face externe de l'isolant et l'enveloppe métallique peut être agrandi, et la formation de décharges latérales peut encore être mieux supprimée entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique.

Second mode de réalisation On décrit maintenant un second mode de réalisation de l'invention en référence aux dessins.

Une bougie d'allumage 200 représentée sur la figure 3 a une structure dans laquelle l'extrémité de l'isolant 2 de la bougie d'allumage précitée 100 est modifiée de manière qu'elle dépasse de l'extrémité de l'enveloppe métallique 1, et l'extrémité de l'isolant 2 est disposée du côté de l'extrémité arrière par rapport à l'extrémité de l'enveloppe métallique 1. Sur la figure 3, les éléments identiques à ceux de la figure 2 portent les mêmes références numériques. La configuration est analogue à celle du premier mode de réalisation, mis à part les positions relatives. Dans la description qui suit en conséquence, on décrit essentiellement ces positions relatives de l'isolant et de l'enveloppe métallique.

Dans la bougie d'allumage 200 du second mode de réalisation, l'extrémité de l'isolant 2 est disposée du 2860654 19 côté de l'extrémité arrière par rapport à l'extrémité de l'enveloppe métallique 1 et, si l'on appelle D4 le diamètre externe de l'extrémité de l'isolant 2, on a la relation D1/D4 > 1,8. Lorsque cette relation D1/D4 > 1,8 est obtenue, l'espace formé entre la face externe de l'isolant et l'enveloppe métallique peut être accru, et les décharges latérales peuvent encore être mieux supprimées entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Il est évident que, si l'on appelle Dl le diamètre interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité d'isolant, on a les relations 0,5 mm < D2 < 1,4 mm et D1/D2 > 3,5.

Troisième mode de réalisation On décrit maintenant un troisième mode de réalisation en référence aux dessins annexés.

Une bougie d'allumage 300 représentée sur la figure 4 a une structure dans laquelle l'électrode centrale 3 de la bougie d'allumage précitée 100 a une forme différente. Sur la figure 4, les éléments identiques à ceux de la figure 2 portent les mêmes références numériques. La configuration est analogue à celle du premier mode de réalisation, mis à part les positions relatives précitées. Dans la description qui suit, on décrit donc essentiellement les positions relatives de l'isolant et de l'enveloppe métallique.

Une électrode centrale 330 est formée par la partie 31 de décharge, une couche de revêtement 330a et un noyau 330b. La couche de revêtement 330a est formée d'un alliage de Ni, plus précisément un alliage de nickel tel que "Inconel" 600 (marque de fabrique de Inco Limited). A l'extrémité de l'isolant, la couche de revêtement a une épaisseur au moins égale à 5 pm. Une pastille d'un métal précieux, sous forme d'une plaque circulaire et constituant la partie de décharge 31, est 2860654 20 disposée à l'extrémité de l'électrode centrale 3, et une partie soudée W est formée le long du bord externe de la face de jonction afin que la pastille soit fixée par soudage au laser, soudage par faisceau d'électrons, soudage par résistance ou analogue, avec réalisation de cette manière de la partie de décharge 31. La pastille de métal précieux constituant la partie 31 de décharge est constituée de l'un des matériaux déjà décrits.

Au contraire, le noyau 330b contient au moins 90 % en poids d'un métal dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est au moins égal à 90 W.mK. Plus précisément, le noyau est formé d'un noyau d'un alliage à 98 % en poids de Cu, de Ni pur ou analogue. Comme une pastille de métal précieux est disposée à l'extrémité de l'électrode centrale et l'organe de base d'électrode est formé par un noyau placé à l'intérieur et contenant au moins 90 % en poids d'un métal dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est au moins égale à 90 W.mK, et une couche de revêtement qui entoure le noyau, l'épaisseur de la couche à l'extrémité de l'isolant étant comprise entre 5 et 20 fun et la couche étant formée d'un alliage de Ni, la résistance à la chaleur de l'électrode centrale est obtenue et l'usure de la partie de décharge est réduite. L'électrode centrale 330 peut être formée, comme dans la technique connue, par formation initiale de la couche 330a de revêtement avec une forme de cuvette, par insertion du noyau 330b dans la cavité de la configuration en cuvette, puis par une opération de moulage par extrusion ou analogue. Dans une variante, l'électrode centrale 330 peut être formée par exécution d'une opération de moulage par extrusion ou analogue sur une structure revêtue formée du noyau 330b et de la couche de revêtement 330a.

2860654 21 Quatrième mode de réalisation On décrit maintenant le quatrième mode de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés.

Une bougie d'allumage 400 représentée sur la figure 5 a une structure dans laquelle l'extrémité de l'isolant 2 se trouve du côté d'extrémité arrière par rapport à l'extrémité d'enveloppe métallique 1, à la place de la structure précitée dans laquelle l'extrémité de l'isolant 2 de la bougie d'allumage 300 dépasse de l'extrémité de l'enveloppe métallique 1. Sur la figure 5, les éléments identiques à ceux de la figure 4 portent les mêmes références numériques. Ce mode de réalisation a la même configuration que le troisième, mis à part les positions relatives précitées. Dans la description qui suit en conséquence, on décrit essentiellement les positions relatives de l'isolant et de l'enveloppe métallique.

Dans la bougie d'allumage 400 du quatrième mode de réalisation, l'extrémité de l'isolant 2 est placée du côté d'extrémité arrière par rapport à l'extrémité de l'enveloppe métallique 1 et, si le diamètre externe de l'extrémité de l'isolant 2 est appelé D4, on a la relation D1/D4 > 1,8. Lorsqu'on a cette relation D1/D4 > 1,8, l'espace formé entre l'isolant et l'enveloppe métallique peut être agrandi, et les décharges latérales peuvent être encore mieux réduites entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Il est évident que, si l'on appelle Dl le diamètre interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant, on a les relations 0,5 mm < D2 < 1,4 mm et D1/D2 > 3,5.

Dans l'électrode centrale 3 ou 330, le diamètre de la partie de base peut être supérieur à celui de la partie du côté d'extrémité. Dans cette configuration, 2860654 22 la propriété de dissipation de chaleur de l'électrode centrale peut être accrue, et la résistance à l'usure des parties de décharge peut encore être accrue. Sur la figure 6, la face périphérique externe de l'électrode centrale 3 est une forme effilée si bien que le diamètre de la partie de base de l'électrode est plus grand que celui de la partie du côté d'extrémité. Dans une variante, un gradin peut être formé à la face périphérique externe si bien qu'une partie de base de grand diamètre dont le diamètre est pratiquement uniforme et une partie d'extrémité de petit diamètre sont réalisées. Bien que la figure 6 représente l'électrode centrale 3, l'électrode centrale 330 peut avoir aussi une configuration analogue.

Sur la figure 6, une partie chanfreinée 11 est formée à la face interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique. Grâce à la formation de la partie chanfreinée 11, la distance comprise entre la périphérie externe de l'électrode centrale 3 et la périphérie interne de la face d'extrémité de l'enveloppe métallique 1 est accrue, et la décharge latérale peut être mieux supprimée.

EXEMPLES

Exemple 1

Les diverses expériences suivantes ont été exécutées pour déterminer les effets de l'invention.

On a préparé divers échantillons de bougie d'allumage ayant les structures représentées sur les figures 2 et 4 de la manière suivante. D'abord, une céramique d'alumine frittée a été sélectionnée comme matériau de l'isolant 2, un alliage à 80 % en poids, à 85 % en poids ou à 95 % en poids de nickel a été sélectionné comme organe de base de l'électrode centrale 3, un noyau d'alliage à 98 % en poids de cuivre et une couche de revêtement en alliage à 95 % en poids de nickel ont été sélectionnés pour l'électrode 2860654 23 centrale 330, et de l'iridium à 5 % en poids de Pt a été sélectionné comme matériau de pastille de métal précieux pour la formation des parties de décharge 31, 32. Chacune des pastilles de métal précieux avait une forme de colonne de 0,4 mm de hauteur et 0,6 mm de diamètre. Les dimensions indiquées sur la figure 2 étaient les suivantes: M = 8,45 mm (correspondant au filet de dimension nominale M10), Dl = 6 mm, D3 = 4,2 mm et g = 0,9 mm. A titre d'exemple comparatif, des bougies d'allumage dont le matériau d'électrode centrale était l'alliage "Inconel" 600 (alliage Ni Cr Fe contenant environ 72 % de Ni), et le matériau de l'isolant et le matériau et les dimensions de la pastille de métal précieux étaient comme indiqués précédemment, ont été réalisées. L'épaisseur de la couche de revêtement à l'extrémité de l'isolant était de 300 1 m.

Des bougies d'allumage ayant la dimension D2 de la figure 2 telle qu'indiquée dans le tableau 1 qui suit ont été montées sur un moteur à essence à double arbre à cames en tête à six cylindres ayant un déplacement de 2 000 cm3. Le moteur a fonctionné de façon continue à 5 600 tr/min, avec le papillon des gaz grand ouvert pendant 50 h. Après fonctionnement, l'augmentation de l'espace de décharge a été mesurée. Les résultats sont aussi indiqués dans le tableau 1. Les échantillons dont l'augmentation de cet espace est inférieure à 0,1 mm ont été indiqués par Q, alors que ceux dont l'augmentation d'espace est au moins égale à 0,1 mm et inférieure à 0,3 mm sont indiqués par O. Les échantillons donnant les résultats Q et O ont été jugés acceptables. Les échantillons dont l'augmentation d'espace est égale ou supérieure à 0,3 mm et inférieure à 0,4 mm sont indiqués par A. Les échantillons dont l'augmentation d'espace est égale ou supérieure à 0,4 mm sont indiqués par X et sont jugés inacceptables.

Tableau 1

Echantillon Matériau d'électrode centrale D2 (mm) Evaluation 1 "Inconel" 600 1,5 0 2 "Inconel" 600 1,0 X 3 Alliage à 80 % en poids de Ni 1,0 X 4 Alliage à 85 % en poids de Ni 1,0 0 Alliage à 95 % en poids de Ni 1,5 O 6 Alliage à 95 % en poids de Ni 1,0 0 7 Couche de revêtement d'alliage à 1,5 Q % en poids de Ni + noyau d'alliage à 98 % en poids de Cu 8 Couche de revêtement d'alliage à 1,0 O % en poids de Ni + noyau d'alliage à 98 % en poids de Cu Comme l'indique le tableau 1, dans les bougies d'allumage (échantillons 1, 5 et 7) dont l'électrode centrale avait un diamètre de 1,5 mm, l'augmentation d'espace était inférieure à 0,3 mm. Au contraire lorsque le diamètre de l'électrode centrale était réduit (le diamètre de l'électrode centrale était égal à 1,0 mm), dans la bougie d'allumage (échantillon 2) ayant l'électrode centrale dont l'organe de base d'électrode était formé de "Inconel" 600, et la bougie d'allumage (échantillon 3) dans laquelle l'organe de base d'électrode était formé d'alliage à 80 % en poids de Ni, l'augmentation d'espace était égale ou supérieure à 0,5 mm. Dans la bougie d'allumage (échantillon 4) dont l'organe de base d'électrode était formé d'alliage à 85 % en poids de Ni, la bougie d'allumage (échantillon 6) dont l'organe de base d'électrode était formé d'un alliage à 95 % en poids de Ni, et la bougie d'allumage (échantillon 8) ayant une électrode centrale dont l'organe de base d'électrode 2860654 25 était formé par le noyau placé à l'intérieur et contenant au moins 90 % en poids d'un métal (Cu dans les exemples) dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est supérieure ou égale à 90 W.mK et la couche de revêtement qui entoure le noyau, avec une épaisseur de couche à l'extrémité de l'isolant supérieure ou égale à 5 pm et qui était formée d'un alliage de Ni, l'augmentation de l'espace était inférieure à 0,3 mm, et l'usure des parties de décharge a été réduite. Ainsi, la résistance à la chaleur de l'électrode centrale est obtenue, et l'usure des parties de décharge est réduite par utilisation de la configuration dans laquelle une électrode centrale comporte un organe de base d'électrode formé d'un alliage de Ni contenant au moins 85 % en poids de Ni, et une pastille de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode, ou dans laquelle l'électrode centrale était formée par un organe de base d'électrode ayant un noyau placé à l'intérieur et contenant au moins 90 % en poids d'un métal dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est au moins égale à 90 W.mK et une couche de revêtement qui entoure le noyau ayant une épaisseur à l'extrémité de l'isolant au moins égale à 5}un était formée d'un alliage de nickel, et par la pastille de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode. Exemple 2 Divers échantillons de bougie d'allumage ayant la configuration indiquée sur les figures 2 et 4 ont été préparés de la manière suivante. Une céramique d'alumine frittée a été sélectionnée comme matériau de l'isolant 2, un alliage de nickel à 95 % en poids de nickel a été sélectionné comme organe de base de l'électrode centrale 3 (échantillons 9 à 12), un noyau d'alliage à 98 % en poids de Cu et une couche de revêtement de "Inconel" 600 ont été utilisés comme 2860654 26 électrode centrale 330 (échantillons 13 à 16), et un alliage de Ir à 5 % en poids de Pt a été sélectionné comme matériau des pastilles de métal précieux pour la formation des parties de décharge 31, 32. Les dimensions représentées sur la figure 2 étaient les suivantes: M = 8,45 mm, D3 = 4,2 mm et g = 0,9 mm. Les dimensions Dl et D2 sont telles qu'indiquées dans le tableau 2 qui suit.

Les échantillons ont été montés pour des essais sur un moteur à essence à double arbre à cames en tête à six cylindres avec un déplacement de 2 000 cm3. Le moteur a fonctionné à 700 tr/min au ralenti. La forme d'onde de la décharge latérale a été mesurée à l'aide d'une bougie de référence dont l'électrode de masse 4 était supprimée. Dans un essai avec une bougie échantillon, lorsqu'une forme d'onde identique à celle de la bougie de référence a été obtenue, il a été déterminé qu'une "décharge latérale" se produisait. Sur mille mesures, les mesures donnant la forme d'onde ont été comptées pour la détermination du taux de décharges latérales. Les échantillons dont le taux d'apparition de décharges latérales était supérieur ou égal à 0 et inférieur à 10 % ont été repérés par O, ceux dont le taux d'apparition de décharges latérales était supérieur ou égal à 10 % et inférieur à 25 % ont été indiqués par A et ceux dont le taux d'apparition de décharges latérales était supérieur ou égal à 25 % ont été indiqués par X. Les résultats sont indiqués dans le tableau 2.

Tableau 2

Echantillon D2 Dl D1/D2 Décharge latérale 9 2,45 6 2,45 X 1,40 6 4,29 A 11 1,00 6 6,00 0 12 0,60 6 10,00 0 13 2,45 6 2,45 X 14 1,40 6 4,29 A 1,00 6 6,00 0 16 0,60 6 10,00 0 Dans les échantillons 9, 13, les décharges latérales avaient un taux de 25 % ou plus alors que, dans les échantillons 10, 11, 12, 14, 15, 16, le taux de décharges latérales était inférieur à 25 %. Dans les échantillons 11, 12, 15, 16 en outre, le taux de décharges latérales était inférieur à 10 %. Plus précisément, lorsqu'on a la relation D1/D2 > 3,5, la distance comprise entre la face latérale de l'électrode centrale et la face interne de l'enveloppe métallique peut être suffisante et les décharges latérales peuvent être réduites entre l'électrode centrale et l'enveloppe métallique. Lorsqu'on a la relation D1/D2 > 5,0, les décharges latérales peuvent être réduites plus efficacement.

Exemple 3

Ensuite, on a préparé divers échantillons de bougie d'allumage ayant la configuration des figures 2 et 4, de la manière suivante. Un isolant et une électrode centrale formés des mêmes matériaux que dans le second mode de réalisation ont été sélectionnés et les dimensions indiquées sur la figure 2 étaient les suivantes: M = 8,45 mm, D2 = 1,0 mm et g = 0,9 mm. Les 2860654 28 dimensions Dl et D3 ont été réglées de la manière indiquée dans le tableau 3 qui suit.

De la même manière que dans les essais déjà décrits, les échantillons ont été montés pour des essais sur un moteur à essence à double arbre à cames en tête à six cylindres pour un essai avec un déplacement de 2 000 cm3. Le moteur a fonctionné à 700 tr/min au ralenti. La forme d'onde de la décharge latérale a été mesurée avec utilisation d'une bougie de référence dont l'électrode de masse 4 était supprimée. Dans un essai avec une bougie échantillon, lorsqu'une forme d'onde identique à celle de la bougie de référence a été produite, il a été déterminé qu'une décharge latérale se produisait. Sur mille mesures, les mesures dans lesquelles la forme d'onde était produite ont été comptées pour la détermination du taux d'apparition des décharges. Un alliage à 95 % en poids de nickel a été utilisé comme organe de base de l'électrode centrale 3 (échantillons 17 à 20), ou un noyau d'alliage à 98 % en poids de Cu et une couche de revêtement de "Inconel" 600 ont été utilisés pour l'électrode centrale 330 (échantillons 21 à 24). Les échantillons dans lesquels le taux d'apparition des décharges latérales était supérieur ou égal à 0 et inférieur à 10 % ont été indiqués par O, ceux dont le taux d'apparition des décharges latérales était supérieur ou égal à 10 % et inférieur à 25 % ont été indiqués par A et ceux dont le taux d'apparition des décharges était supérieur ou égal à 25 % ont été indiqués par X. Les résultats sont indiqués dans le tableau 3.

Les échantillons ont été montés pour des essais sur un moteur à essence à double arbre à cames en tête à quatre cylindres avec une cylindrée de 2 000 cm3, et un essai d'encrassement par de la suie a été réalisé suivant la norme JIS D1606 (2001). Le diagramme 2860654 29 prédéterminé de fonctionnement spécifié dans la norme JIS D1606 a été déterminé comme un cycle. Pour chacun des échantillons, les cycles ont été comptés jusqu'à ce que la résistance d'isolement soit réduite à 10 Mn.

Les échantillons dont le nombre de cycles comptés était supérieur ou égal à 8 ont été indiqués par O, ceux dont le nombre de cycles comptés était de 5 à 7 ont été indiqués par A, et ceux dont le nombre de cycles comptés était inférieur à 5 ont été indiqués par X. Les résultats figurent dans le tableau 3.

Tableau 3

Echantillon Dl D3 D1/D3 Décharge Résistance à la latérale contamination 17 6 4,2 1,43 X O 18 6 3,3 1,82 A O 19 6 2,7 2,22 0 0 6 1,8 3,33 0 X 21 6 4,2 1,43 X O 22 6 3,3 1,82 A O 23 6 2,7 2,22 0 0 24 6 1,8 3,33 0 X Dans les échantillons 17, 21, le taux de décharges latérales était supérieur ou égal à 25 % alors que, dans les échantillons 18, 19, 20, 22, 23, 24, il était inférieur à 25 %. En outre, dans les échantillons 19, 20, 23, 24, le taux de décharges latérales était inférieur à 10 %. Ainsi, lorsqu'on a la relation D1/D3 > 1,8, le volume de gaz délimité par la face externe de l'isolant et l'enveloppe métallique peut être accru et les décharges latérales peuvent être mieux réduites. Lorsqu'on a la relation D1/D3 > 2,0, les décharges latérales peuvent être réduites plus efficacement.

2860654 30 Dans les échantillons 17, 18, 19, 21, 22, 23, le nombre de cycles comptés était inférieur à 5. Au contraire, dans les échantillons 20, 24, le nombre de cycles comptés était supérieur ou égal à 5. Ainsi, lorsqu'on a la relation D3 > D2 + 0,1 mm, la résistance à la contamination de l'isolant est accrue.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers décrits et peut être modifiée de diverses manières suivant l'objet et l'utilisation dans le cadre de l'invention. Dans la bougie d'allumage 100 selon l'invention par exemple, la partie soudée W qui doit être soudée sur l'électrode centrale 3 est formée le long du bord externe de la face de jonction comme indiqué sur la figure 2. L'invention n'est pas limitée à cette configuration. La partie soudée peut être formée de façon continue en direction radiale sur la pastille de métal précieux 31'. Dans cette configuration, la pastille de métal précieux 31' peut être soudée très fermement à l'électrode centrale 3.

Dans la bougie d'allumage 100 selon l'invention, l'électrode de masse 4 représentée est unique. Dans une variante, plusieurs électrodes de masse peuvent être incorporées. Dans cette configuration, les possibilités d'allumage de la bougie sont accrues.

L'électrode centrale de la bougie d'allumage 100 selon l'invention a une face effilée dont le diamètre est réduit progressivement vers l'extrémité qui dépasse depuis la face d'extrémité de l'isolant, et l'extrémité a une forme de petit diamètre. L'invention n'est pas limitée à cette configuration. L'électrode centrale de la bougie d'allumage peut avoir une face effilée dont le diamètre diminue progressivement en avançant depuis le côté d'extrémité arrière par rapport à la face d'extrémité de l'isolant, vers l'extrémité de l'électrode centrale.

2860654 31 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux bougies qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

2860654 32

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Bougie d'allumage, caractérisée en ce qu'elle comprend: un isolant (2) ayant un trou axial formé dans une 5 direction axiale de la bougie, une électrode centrale (3) placée du côté d'extrémité du trou axial de l'isolant afin que son extrémité dépasse du côté de l'extrémité de l'isolant, l'électrode centrale (3) comprenant un organe de base d'électrode (3a) formé de nickel pur ou d'un alliage de nickel contenant au moins 85 % en poids de nickel, et une pastille (31) de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode, une enveloppe métallique (1) entourant l'isolant, 15 et une électrode de masse (4) dont une extrémité est raccordée à l'enveloppe métallique et une autre partie d'extrémité est opposée à la pastille de métal précieux pour la formation d'un espace de décharge disruptive entre l'électrode de masse et la pastille de métal précieux, dans laquelle, si l'on appelle M le diamètre externe de l'extrémité de l'enveloppe métallique, Dl le diamètre interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant, on a les relations: M < 10,1 mm, 0,5 mm < D2 < 1,4 mm, et Dl/D2 > 3,5.

2. Bougie d'allumage, caractérisée en ce qu'elle comprend: un isolant (2) ayant un trou axial dans une direction axiale de la bougie, une électrode centrale (330) placée du côté de l'extrémité du trou axial de l'isolant (2) afin que son 2860654 33 extrémité dépasse du côté de l'extrémité de l'isolant, l'électrode centrale comprenant un organe de base d'électrode et une pastille (31) de métal précieux fixée à l'extrémité de l'organe de base d'électrode, une enveloppe métallique (1) entourant l'isolant, et une électrode de masse (4) dont une extrémité est raccordée à l'enveloppe métallique et une autre partie d'extrémité est opposée à la pastille de métal précieux pour la formation d'un espace de décharge disruptive entre l'électrode de masse et la pastille de métal précieux, dans laquelle l'organe de base d'électrode comprend un noyau (330b) placé à l'intérieur de l'organe de base d'électrode, le noyau contenant au moins 90 % en poids d'un métal dont la conductibilité thermique à l'état de métal pur est au moins égale à 90 W.mK, et une couche (330a) de revêtement qui entoure le noyau, ayant une épaisseur de couche de revêtement à l'extrémité de l'isolant qui est au moins égale à 5 1= et qui est formée de nickel pur ou d'un alliage de nickel de conductibilité thermique inférieure à celle du noyau, et si l'on appelle M le diamètre externe de l'extrémité de l'enveloppe métallique, Dl le diamètre interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique et D2 le diamètre externe de l'électrode centrale dans un plan virtuel contenant l'extrémité de l'isolant, on a les relations: M < 10,1 mm 0,5 mm < D2 < 1,4 mm, et D1/D2 > 3,5 mm.

3. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que: l'extrémité de l'isolant (2) dépasse de l'extrémité de l'enveloppe métallique (1) ou se trouve dans un plan virtuel qui contient l'extrémité de l'enveloppe métallique (1) , et si l'on appelle D3 le diamètre externe de l'isolant (2) dans un plan virtuel contenant la face 5 d'extrémité de l'enveloppe métallique (1), on a les relations.

Dl/D3 > 1,8, et D3 > D2 + 0,1 mm.

4. Bougie d'allumage selon la revendication 2, 10 caractérisée en ce que l'extrémité de l'isolant (2) dépasse de l'extrémité de l'enveloppe métallique (1) ou est disposée dans un plan virtuel qui contient l'extrémité de l'enveloppe métallique (1), et si l'on appelle D3 le diamètre externe de l'isolant (2) dans un plan virtuel contenant une face d'extrémité de l'enveloppe métallique (1), on a les relations.

D1/D3 > 1,8, et D3 > D2 + 0,1 mm.

5. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que.

l'extrémité de l'isolant (2) est disposée du côté de l'extrémité arrière par rapport à l'extrémité de 25 l'enveloppe métallique (1), et si l'on appelle D4 le diamètre externe de l'extrémité de l'isolant, on a les relations: D1/D4 > 1,8, et D4 > D2 + 0,1 mm.

6. Bougie d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que.

l'extrémité de l'isolant (2) est disposée du côté de l'extrémité arrière par rapport à l'extrémité de l'enveloppe métallique (1), et si l'on appelle D4 le diamètre externe de l'extrémité de l'isolant, on a les relations: 2860654 35 D1/D4 > 1,8, et D4 > D2 + 0,1 mm.

7. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pastille (31) de métal 5 précieux contient essentiellement un métal choisi parmi l'iridium Ir et le platine Pt.

8. Bougie d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pastille (31) de métal précieux contient essentiellement un métal choisi parmi 10 l'iridium Ir et le platine Pt.

9. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pastille (31) de métal précieux contient un alliage d'iridium qui est essentiellement constitué d'iridium et qui contient en 15 outre au moins un élément choisi dans le groupe formé par Pt, Rh, Ni, Ru, Pd, W et Re.

10. Bougie d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pastille (31) de métal précieux contient un alliage d'iridium qui est 20 essentiellement constitué d'iridium et qui contient en outre au moins un élément choisi dans le groupe formé par Pt, Rh, Ni, Ru, Pd, W et Re.

11. Bougie d'allumage selon la revendication 9, caractérisée en ce que la pastille (31) de métal précieux contient en outre au moins un composé choisi parmi un oxyde, un carbure, un nitrure et un borure d'au moins un élément choisi dans le groupe formé par Y, Zr et La.

12. Bougie d'allumage selon la revendication 10, caractérisée en ce que la pastille (31) de métal précieux contient en outre au moins un composé choisi parmi un oxyde, un carbure, un nitrure et un borure d'au moins un élément choisi dans le groupe formé par Y, Zr et La.

13. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un chanfrein (11) 2860654 36 formé à un bord périphérique interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique (1).

14. Bougie d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un chanfrein (11) formé à un bord périphérique interne de l'extrémité de l'enveloppe métallique (1).

15. Bougie d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la distance minimale en direction axiale entre le noyau de l'organe de base d'électrode et la pastille (31) de métal précieux est inférieure ou égale à 2 mm.