FR2919967A1 - Bougie d'allumage a plasma - Google Patents

Abstract

La bougie d'allumage à plasma 1 destinée à allumer un moteur à combustion interne a une électrode négative, une électrode positive et un élément de fixation de la distance de décharge (120), qui comprend une section de régénération de matériau électriquement conducteur (121), constituée d'un matériau électriquement conducteur pouvant fondre lorsqu'il est soumis à la chaleur d'un gaz à l'état plasma, et une section régénérée de matériau électriquement conducteur (122), dont le matériau électriquement conducteur est régénéré. L'élément de fixation de la distance de décharge (120) est recouvert sur une surface de l'électrode négative afin de démarrer la décharge par étincelles entre une surface de l'élément de fixation de la distance de décharge (120) et l'électrode positive de manière à éviter une fluctuation de la distance de décharge (201) par étincelles provoquée par une usure de l'électrode négative en raison de la collision du gaz à l'état de plasma

Description

BOUGIE D'ALLUMAGE A PLASMA

La présente invention concerne des bougies d'allumage pour des moteurs à combustion interne et, plus particulièrement, une technologie permettant de traiter l'usure d'un élément formant une électrode d'une bougie d'allumage à plasma pour une utilisation dans l'allumage d'un moteur à combustion interne.

Dans un moteur à combustion interne du type concerné tel qu'un moteur automobile, on a jusqu'ici tenté de rendre une bougie d'allumage normale 1F opérationnelle en étant activée par un circuit d'allumage représenté sur la figure 15A. Avec un tel circuit d'allumage, lorsqu'un commutateur d'allumage 3 est activé, une batterie 2 applique une basse tension en tant que tension primaire dans une bobine primaire 41 d'une bobine d'allumage 4. En même temps, une unité de commande électronique (ECU) 6 allume et éteint de manière contrôlable un allumeur (transistor) 5 afin de le commuter pour couper la tension primaire. Cela entraîne un changement du champ magnétique dans la bobine d'allumage 4, provoquant la génération par une bobine secondaire 42 de la bobine d'allumage 4 d'une tension secondaire de -10 à - 30 kV. Lorsque cela survient, une décharge par étincelles SDF se produit entre une électrode centrale 110F et une électrode de masse 154F, générant ainsi une région à haute température HTR formant une source d'allumage dans une plage étroite ainsi que représenté sur la figure 15B. Une autre tentative a jusqu'ici été réalisée afin de rendre une bougie d'allumage à plasma 1E, opérationnelle en étant activée par un circuit d'allumage représenté sur la figure 14A. Avec un tel circuit d'allumage, lorsqu'un commutateur d'allumage 3 est activé, une batterie 2 applique une basse tension en tant que tension primaire dans une bobine primaire 41 d'une bobine d'allumage 4. En même temps, une unité de commande électronique (ECU) 6 allume et éteint de manière contrôlable un allumeur (transistor) 5 afin de le commuter pour couper la tension primaire. Cela entraîne un changement du champ magnétique dans la bobine d'allumage 4, provoquant la génération par une bobine secondaire 42 de la bobine d'allumage 4 d'une tension secondaire de -10 à -30 kV. Lorsque cela survient, une décharge par étincelles se produit entre une électrode centrale 110E et une électrode de masse 154E, générant ainsi un volume de gaz plasma PGE à une température élevée dans une région hautement pressurisée ainsi que représenté sur la figure 14B. Lorsque cela survient, une tension de décharge atteint un niveau proportionnel à une distance de décharge 201 entre l'électrode centrale 110E et l'électrode de masse 154E. A l'instant t où la décharge par étincelles commence à se produire, de l'énergie (de, par exemple, -450 V à 120 A), stockée dans un banc de condensateurs 9 à partir d'une batterie d'alimentation d'énergie plasma 11 distincte et séparée de la batterie 2, est libérée dans l'espace de décharge 200E en un instant. Cela entraîne la formation d'un volume de gaz dans l'espace de décharge 200E en un gaz plasma PGE dans un état de plasma à une température élevée et une pression élevée qui est éjecté d'une portion d'ouverture 155E formée à une portion avant de l'espace de décharge 200E.

Cela entraîne l'apparition d'une région de haute température dans une large plage avec une directivité accrue. Par conséquent, dans le but de provoquer la combustion d'un mélange de carburant dilué dans un moteur à injection directe de carburant, une telle bougie d'allumage à plasma a une application attendue pour une combustion stratifiée dans laquelle un mélange riche de carburant est placé pour s'accumuler autour de la bougie d'allumage à proximité de celle-ci afin d'obtenir une combustion facile. Le brevet US No. 3581141 décrit une bougie d'allumage à écartement de surface comme une telle bougie d'allumage à plasma. Avec un tel art connexe, la bougie d'allumage à écartement de surface comprend une électrode centrale, un corps isolant ayant un centre dans lequel l'électrode centrale est maintenue de manière concentrique et ayant un trou d'insertion s'étendant longitudinalement, et une électrode de masse recouvrant le corps isolant et ayant une extrémité inférieure formée avec une portion d'ouverture en communication avec le trou d'insertion, un espace de décharge d'étincelle étant formé à l'intérieur du trou d'insertion.

Avec une telle bougie d'allumage à plasma de l'art connexe, ainsi que représentée sur la figure 14B, l'électrode centrale 110E sert d'électrode négative avec une surface inférieure exposée à l'espace de décharge d'étincelle. En fonctionnement, des cations 20E avec des masses importantes attaquent la surface inférieure de l'électrode centrale 110E, provoquant l'apparition d'un phénomène de sublimation de cathode dans lequel la surface inférieure de l'électrode centrale 110E est graduellement décomposée entraînant une érosion progressive de l'électrode centrale 110E. Cela entraîne une augmentation progressive de la distance entre l'électrode centrale 110E et l'électrode de masse 154E. C'est-àdire que la distance de décharge par étincelles 201 augmente progressivement ainsi qu'indiqué par la flèche L1, provoquant une augmentation de la tension de décharge. En conséquence, une utilisation à long terme entraîne une difficulté de démarrage de la décharge par étincelles avec la crainte de provoquer un raté 5 d'allumage du moteur à combustion interne. La présente invention a été réalisée en ayant à l'esprit ce qui précède et a pour objet de proposer une bougie d'allumage à plasma ayant une électrode négative avec une usure moins importante lorsqu'elle est soumise à une sublimation de cathode, qui présente une moindre occurrence d'une augmentation de la tension de décharge, tout 10 en réalisant un allumage stable avec une durabilité supérieure. Afin d'atteindre l'objet ci-dessus, un premier aspect de la présente invention propose une bougie d'allumage à plasma pour l'allumage d'un moteur à combustion interne comprenant : une électrode de masse cylindrique ayant une extrémité avant dont la portion inférieure a une zone centrale formée avec une portion d'ouverture ; 15 un corps isolant cylindrique, maintenu en contact en butée avec l'intérieur de l'électrode de masse et en contact avec la portion inférieure de l'électrode de masse, qui a une portion de diamètre interne définissant un espace de décharge en communication avec la portion d'ouverture de l'électrode de masse ; et une électrode centrale adaptée au corps isolant au centre de celui-ci et ayant une extrémité avant 20 exposée à l'espace de décharge dans une position située axialement vers l'intérieur par rapport à une face d'extrémité avant de l'électrode de masse. L'une parmi l'électrode de masse et l'électrode centrale sert d'électrode négative et l'autre sert d'électrode positive. Une tension est appliquée entre l'électrode de masse et l'électrode centrale afin de démarrer une décharge par étincelles dans l'espace de 25 décharge formé à l'intérieur du corps isolant pour permettre au gaz dans l'espace de décharge d'être éjecté par la portion d'ouverture de l'électrode de masse dans un état de plasma à une température élevée et une pression élevée afin d'obtenir un allumage dans le moteur à combustion interne. Un élément de fixation de la distance de décharge, comprenant une section régénérante ou de régénération de matériau 30 électriquement conducteur, constituée d'un matériau électriquement conducteur pouvant fondre lorsqu'il est soumis à la chaleur du gaz à l'état de plasma, et une section à régénération ou régénérée de matériau électriquement conducteur dont le matériau électriquement conducteur est régénéré, est recouvert sur une surface de l'électrode négative afin de démarrer la décharge par étincelles entre une surface de l'élément de fixation de la distance de décharge et l'électrode positive de manière à éviter une fluctuation de la distance de décharge par étincelles provoquée par une usure de l'électrode négative en raison de la collision du gaz à l'état de plasma.

Avec la bougie d'allumage à plasma d'une telle structure, une partie de la section de régénération de matériau électriquement conducteur passe à l'état fondu et le matériau électriquement conducteur fondu s'infiltre et diffuse dans la section régénérée de matériau électriquement conducteur. Cela permet de régénérer le matériau électriquement conducteur sur la surface de l'élément de fixation de la distance de décharge dans une zone érodée en raison de la sublimation de cathode. Par conséquent, une distance de décharge entre l'électrode négative et l'électrode positive peut être maintenue dans un état fixe à chaque instant. En conséquence, la bougie d'allumage à plasma a une durabilité accrue. Avec la bougie d'allumage à plasma de la présente invention, l'élément de fixation de la distance de décharge peut de préférence être situé de telle sorte que l'espace de décharge et la section régénérée de matériau électriquement conducteur soient adjacents l'un par rapport à l'autre et que la section de régénération de matériau électriquement conducteur et la section régénérée de matériau électriquement conducteur soient adjacentes l'une par rapport à l'autre.

Avec la bougie d'allumage à plasma d'une telle structure, même si la surface de la section régénérée de matériau électriquement conducteur est érodée dans une zone exposée à l'espace de décharge en raison de la sublimation de cathode, la surface érodée de la section régénérée de matériau électriquement conducteur est régénérée en matériau électriquement conducteur depuis la section voisine de régénération de matériau électriquement conducteur. Cela permet de maintenir la distance de décharge entre l'électrode négative et l'électrode positive dans un état fixe à chaque instant. En conséquence, la bougie d'allumage à plasma a une durabilité accrue. Avec la bougie d'allumage à plasma de la présente invention, la section régénérée de matériau électriquement conducteur peut de préférence comprendre un corps de mélange fritté entre un matériau isolant et un matériau électriquement conducteur.

Avec une telle structure mentionnée ci-dessus, le matériau isolant a un joint de grain formé avec la couche de matériau électriquement conducteur. Par conséquent, même si la surface de la section régénérée de matériau électriquement conducteur est érodée dans la zone exposée à l'espace de décharge en raison de la sublimation de cathode, le matériau électriquement conducteur est régénéré au joint de grain du matériau isolant à partir de la section de régénération de matériau électriquement conducteur. Cela assure une connexion électrique entre la section de fixation de la distance de décharge et l'électrode négative, permettant de maintenir la distance de décharge dans un état fixe à chaque instant.

En conséquence, la bougie d'allumage à plasma a une durabilité accrue. Avec la bougie d'allumage à plasma de la présente invention, la section régénérée de matériau électriquement conducteur peut de préférence comprendre un corps à multiples micropores ayant un grand nombre de micropores s'étendant d'une surface de la section de régénération de matériau électriquement conducteur à une surface exposée à l'espace de décharge. Avec la bougie d'allumage à plasma d'une telle structure, une décharge par étincelles intervient à travers les micropores, la surface de la section de régénération de matériau électriquement conducteur étant fondue par la survenue de la sublimation de cathode. Au moment opportun, le matériau électriquement conducteur restant à l'état fondu ou les atomes de matériau électriquement conducteur, dispersés lors de la sublimation cathodique, adhèrent à l'intérieur des micropores afin de les combler avec le matériau électriquement conducteur. Cela permet à la décharge par étincelles de survenir à la surface de la section régénérée de matériau électriquement conducteur, permettant de maintenir la distance de décharge dans un état fixe à chaque instant. En conséquence, la bougie d'allumage à plasma a une durabilité accrue. Avec la bougie d'allumage à plasma de la présente invention, la section régénérée de matériau électriquement conducteur peut de préférence comprendre un corps poreux ayant un grand nombre de vides ouverts de forme irrégulière.

Avec la bougie d'allumage à plasma d'une telle structure, une décharge par étincelles intervient à travers les vides ouverts de forme irrégulière, la surface de la section de régénération de matériau électriquement conducteur étant fondue par la survenue de la sublimation de cathode. Au moment opportun, le matériau électriquement conducteur restant à l'état fondu ou les atomes de matériau électriquement conducteur, dispersés lors de la sublimation de la cathode, adhèrent à l'intérieur des vides ouverts de forme irrégulière afin de les combler avec le matériau électriquement conducteur. Cela permet à la décharge par étincelles de survenir à la surface de la section régénérée de matériau électriquement conducteur, permettant de maintenir la distance de décharge dans un état fixe à chaque instant. En conséquence, la bougie d'allumage à plasma a une durabilité accrue. Avec la bougie d'allumage à plasma de la présente invention, la section régénérée de matériau électriquement conducteur peut de préférence être constituée 10 de l'un au moins d'un matériau isolant et d'un matériau électriquement conducteur avec une température de fusion élevée. Avec la bougie d'allumage à plasma d'une telle structure, aucune décharge par étincelles n'érode la section de fixation de la distance de décharge sur une surface faisant face à la décharge par étincelles, permettant à la distance de décharge 15 d'être fixe. En conséquence, la bougie d'allumage à plasma a une durabilité accrue. Avec la bougie d'allumage à plasma de la présente invention, le grand nombre de micropores peut de préférence avoir une forme se présentant sous au moins l'une parmi une forme circulaire, une forme hexagonale, une forme carrée et 20 une forme en retrait. Avec la bougie d'allumage à plasma d'une telle structure, le corps à multiples micropores peut être facilement formé par un procédé de moulage tel qu'un formage par extrusion, un formage sous pression ou l'équivalent, permettant la réalisation d'une bougie d'allumage à plasma avec une durabilité accrue. 25 Avec la bougie d'allumage à plasma du présent mode de réalisation, le matériau électriquement conducteur destiné à une utilisation dans la section de régénération de matériau électriquement conducteur peut de préférence comprendre au moins l'un parmi un matériau métallique de transition, sélectionné dans le groupe constitué de Pt, Au, Ag et Ni, et un composé du matériau métallique de transition. 30 Avec la bougie d'allumage à plasma d'une telle structure, la section de régénération de matériau électriquement conducteur est moins susceptible d'être oxydée, permettant la réalisation d'une bougie d'allumage à plasma avec une durabilité accrue.

Plus particulièrement, le matériau isolant destiné à une utilisation dans la section régénérée de matériau électriquement conducteur peut de préférence comprendre un matériau céramique composé d'au moins l'un parmi Si3N4 et Al2O3. De plus, le matériau électriquement conducteur à température de fusion élevée destiné à une utilisation dans la section régénérée de matériau électriquement conducteur peut de préférence comprendre un matériau céramique de HfC. Le matériau céramique de HfC a une conductivité électrique avec une probabilité d'une légère usure, mais a, outre la fonction d'élément régénéré de matériau électriquement conducteur, la fonction de matériau d'électrode électriquement conductrice. L'utilisation de Pt, Ag et Au en tant que matériau électriquement conducteur de régénération permet à ces matériaux d'être régénérés en tant que matériau d'électrode en priorité, car ces matériaux ont des températures de fusion inférieures à celle de la céramique de HfC.

La figure 1 est une vue représentant une structure avec une partie en coupe d'une bougie d'allumage à plasma d'un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2A est un schéma de circuit équivalent pour la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention utilisé dans une condition où une électrode centrale agit comme une électrode négative. La figure 2B est un autre schéma de circuit équivalent pour la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention utilisé dans une autre condition où l'électrode centrale agit comme une électrode positive.

La figure 3A est une vue en plan représentant un dessin d'une section régénérée de matériau électriquement conducteur destinée à une utilisation dans la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention. La figure 3B est une vue en coupe agrandie représentant une partie essentielle 30 de la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention.

La figure 4 est une vue en coupe agrandie représentant la partie essentielle de la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention afin d'illustrer un effet de celle-ci. Les figures 5A à 5D représentent des vues en plan et des vues en coupe transversale, chacune en combinaison afin d'illustrer différentes modifications de la section régénérée de matériau électriquement conducteur représentée sur les figures 3A et 3B. La figure 6 est une vue montrant une structure avec une partie en coupe d'une bougie d'allumage à plasma d'une forme modifiée de la bougie d'allumage à plasma 10 du premier mode de réalisation représenté sur la figure L La figure 7A est une vue en plan montrant un dessin d'une section régénérée de matériau électriquement conducteur destinée à une utilisation dans la bougie d'allumage à plasma de la forme modifiée représentée sur la figure 6. La figure 7B est une vue en plan montrant la relation entre la section 15 régénérée de matériau électriquement conducteur et une électrode de masse de la bougie d'allumage à plasma de la forme modifiée représentée sur la figure 6. La figure 8 est une vue en coupe agrandie représentant la partie essentielle de la bougie d'allumage à plasma de la forme modifiée, représentée sur la figure 6, afin d'illustrer un effet de celle-ci. 20 La figure 9 est une vue montrant une structure avec une partie en coupe d'une bougie d'allumage à plasma du deuxième mode de réalisation selon la présente invention. La figure 10 est une vue en coupe agrandie représentant une partie essentielle de la bougie d'allumage à plasma du deuxième mode de réalisation selon la présente 25 invention représentée sur la figure 9. La figure 11A est une vue éclatée d'une section régénérée de matériau électriquement conducteur représentée sur la figure 10. Les figures 11B et 11C sont des vues en perspective représentant des sections régénérées de matériau électriquement conducteur de modifications de la section 30 régénérée de matériau électriquement conducteur représentée sur la figure 11A. La figure 12 est une vue montrant une structure avec une partie en coupe d'une bougie d'allumage à plasma d'un troisième mode de réalisation selon la présente invention.

Les figures 13A à 13C montrent des vues en perspective représentant des sections régénérées de matériau électriquement conducteur de différentes modifications destinées à une utilisation dans la bougie d'allumage à plasma du troisième mode de réalisation représentée sur la figure 12.

La figure 14A est un schéma de circuit équivalent montrant un exemple de structure de circuit pour une bougie d'allumage à plasma de l'état de la technique. La figure 14B est une vue en coupe représentant un dessin de la bougie d'allumage à plasma de l'état de la technique afin d'expliquer un problème rencontré avec celle-ci.

La figure 15A est un schéma de circuit équivalent montrant un autre exemple de structure de circuit pour une bougie d'allumage normale de l'état de la technique. La figure 15B est une vue agrandie montrant une partie essentielle de la bougie d'allumage normale de l'état de la technique afin d'expliquer un problème rencontré avec celle-ci.

Maintenant, des bougies d'allumage à plasma de différents modes de réalisation selon la présente invention vont être décrites ci-dessous en détail en faisant référence aux dessins joints. Cependant, la présente invention est considérée comme n'étant pas limitée à un mode de réalisation décrit ci-dessous et les concepts techniques de la présente invention peuvent être mis en oeuvre en combinaison avec d'autres technologies connues ou d'autres technologies ayant des fonctions équivalentes à ces technologies connues. Dans la description suivante, les caractères de référence identiques désignent des parties identiques ou correspondantes dans les différentes vues. Dans la description suivante, par ailleurs, on comprend que des termes tels que interne , externe , inférieur , supérieur , intérieur , extérieur , vers , axial , axialement , en amont , en aval et analogues sont des mots pratiques et ne doivent pas être considérés comme des termes restrictifs. Premier mode de réalisation. Maintenant, une bougie d'allumage à plasma d'un premier mode de réalisation selon la présente invention destinée à une utilisation dans un moteur à combustion interne va être décrite ci-dessous en détail en faisant référence aux figures 1 et 2.

La figure 1 est une vue partiellement en coupe montrant un dessin de la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention. La figure 2A est un schéma de circuit montrant un exemple de structures fondamentales de la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention avec une électrode centrale agissant comme une électrode négative. La figure 2B est un schéma de circuit montrant l'autre exemple des structures fondamentales de la bougie d'allumage à plasma du premier mode de réalisation selon la présente invention avec l'électrode centrale agissant comme une électrode positive. Ainsi que représenté sur la figure 1, la bougie d'allumage à plasma 1 du présent mode de réalisation comprend l'électrode centrale 110 constituée de matériau métallique conducteur et formé en une forme colonnaire. L'électrode centrale 110 a une extrémité inférieure, connectée électriquement à une borne d'électrode centrale 113 pour une connexion électrique à une source de distribution d'énergie externe, et une extrémité avant 110a comprenant un élément de fixation de la distance de décharge 120. L'élément de fixation de la distance de décharge 120 comprend une section de régénération de matériau électriquement conducteur 121, formée sur l'extrémité avant 110a de l'électrode centrale 110, et une section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 formée sur la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 dans une zone en opposition avec l'extrémité avant 110a. L'électrode centrale 110 et l'élément de fixation de la distance de décharge 120 sont maintenus avec un isolateur de porcelaine cylindrique 130 s'étendant axialement dans la jupe de métal 150 dans une relation coaxiale avec celle-ci pour une capacité d'isolation. L'isolateur en porcelaine 130 a une portion d'extrémité avant 131, formée dans une forme de manchon cylindrique, qui s'étend axialement vers le bas à partir d'une extrémité distale de l'élément de fixation de la distance de décharge 120 de manière à être éloignée de ce dernier d'une distance de décharge 201 afin de définir un espace de décharge 200. L'élément de fixation de la distance de décharge 120 a une structure laminaire telle que la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 fait face à l'espace de décharge 200 et la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 se font face. De plus, l'isolateur en porcelaine 130 est recouvert par la jupe de métal cylindrique 150.

La jupe de métal cylindrique 150 a une extrémité avant formée avec une électrode de masse 154, recouvrant la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130, qui a une portion d'ouverture d'électrode de masse 155. Par ailleurs, la jupe de métal 150 a une portion d'extrémité avant 150a ayant une périphérie de circonférence externe formée avec une portion filetée 151 adaptée pour être vissée dans et montée de manière fixe sur une culasse de moteur d'un moteur à combustion interne (non représenté) afin de fournir un état électriquement mis à la terre. La jupe de métal 150 a une portion d'extrémité inférieure 150b ayant une périphérie de circonférence externe formée avec une portion d'écrou hexagonal 152 afin de visser et fixer la portion filetée 151 sur la culasse du moteur.

L'isolateur en porcelaine 130 a une portion intermédiaire 130a ayant une périphérie de circonférence externe formée avec une portion de butée annulaire 132. Parallèlement, la jupe de métal 150 a une portion intermédiaire 150c ayant une périphérie de circonférence interne formée avec un épaulement de contact annulaire 141 faisant face à la portion de butée annulaire 132 de l'isolateur en porcelaine 130.

Une rondelle de bourrage 141 est interposée entre la portion de butée annulaire 132 de l'isolateur en porcelaine 130 et l'épaulement de contact annulaire 141 de la jupe de métal 150, sur laquelle une portion de matage 153, formée au-dessus de la jupe de métal 150, est matée par un élément d'étanchéité ou l'équivalent (non représenté) afin de maintenir fermement la rondelle de bourrage 141 afin de fournir un effet de scellement hermétique. Dans une variante, la bougie d'allumage à plasma 1 du présent mode de réalisation peut de préférence être modifiée de sorte que la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 sont liées l'une à l'autre dans une structure unitaire par soudure ou l'équivalent après quoi la structure unitaire est adaptée à l'isolateur en porcelaine 131. Dans une autre variante, l'isolateur de porcelaine 131 peut de préférence avoir une périphérie de circonférence interne formée avec une portion de butée de faible diamètre dans laquelle la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 sont insérées successivement en contact ajusté. Ainsi que représenté sur la figure 2A, la bougie d'allumage à plasma 1 du présent mode de réalisation est connectée au circuit d'allumage Cl. Le circuit d'allumage Cl comprend une batterie 2 agissant comme une alimentation d'allumage par décharge, un commutateur d'allumage 3, une bobine d'allumage 4, une unité de commande électronique (ECU) 6, un allumeur 5, constitué d'un transistor, et un élément redresseur 7. Le circuit d'allumage C 1 comprend en plus une batterie 11 agissant comme une source d'alimentation d'énergie plasma, une résistance 10, un banc de condensateurs 9 et un élément redresseur 8, qui sont connectés électriquement à la bougie d'allumage à plasma 1 du présent mode de réalisation de sorte que l'électrode centrale 110 sertd'électrode négative. En fonctionnement, lorsque le commutateur d'allumage 3 est activé, une tension primaire avec un faible niveau de tension est appliquée par la batterie 2 à une bobine primaire 41. Lorsque cela survient, l'unité de commande électronique (ECU) 6 allume et éteint l'allumeur 6 dans des états de commutation afin de couper la tension primaire. Cela entraîne la variation d'unchamp magnétique dans la bobine d'allumage 4, provoquant la génération par une bobine secondaire 42 de la bobine d'allumage 4 d'une tension secondaire à un niveau allant de -10 à -30 kV. Cette tension secondaire, appliquée à l'électrode centrale 110 de la bougie d'allumage à plasma 1, atteint une tension de décharge proportionnelle à la distance de décharge 201 entre l'électrode centrale 110 et l'électrode de masse 154, commençant une décharge par étincelles électriques. A cet instant, la source d'alimentation d'énergie plasma 11, séparée et distincte de la batterie 2, fournit de l'énergie électrique (par exemple, de -450 V à 120 A) à partir du banc de condensateurs 9 à l'espace de décharge 200 instantanément. Cela provoque la formation du gaz en vrac, dominant à l'intérieur de l'espace de décharge 200, en un gaz à l'état plasma PS avec une température élevée et une pression élevée. Le gaz à l'état plasma PS est injecté par la portion d'ouverture 155, formée à l'extrémité distale de l'espace de décharge 200, dans une chambre de combustion (non représentée) du moteur. Ce gaz à l'état plasma PS a une directivité élevée et forme une région de haute température dans une large plage en volume.

La figure 2B montre un circuit d'allumage C2 d'un autre type comprenant la même structure fondamentale que celle du circuit d'allumage C 1, représenté sur la figure 2A, si ce n'est qu'une batterie 2' agissant comme une alimentation d'allumage par décharge, un allumeur 5', un redresseur 7', une source d'alimentation d'énergie plasma 11' et un élément redresseur 8' sont connectés électriquement afin de permettre à l'électrode centrale 110 de la bougie d'allumage à plasma 1 de jouer le rôle d'une électrode positive. Cette structure de circuit est appliquée à des bougies d'allumage à plasma lA et 1C des deuxième et troisième modes de réalisation selon la présente invention, respectivement.

Les figures 3A et 3B et la figure 4 montre des résultats de la bougie d'allumage à plasma 1 du premier mode de réalisation selon la présente invention. Ainsi que représenté sur les figures 3A et 3B, avec la bougie d'allumage à plasma 1 du présent mode de réalisation, la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 comprend un corps à multiples micropores en disque circulaire 123a formé avec de multiples micropores 124a, s'étendant axialement à travers celui-ci, qui ont des extrémités supérieures en contact avec la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et des extrémités inférieures exposées à l'espace de décharge 200. Par exemple, le corps à multiples micropores 123a est constitué de matériau céramique tel que Si3N4 et Al2O3 ou analogue et les micropores 124a sont remplis de matériau métallique tel que Ni, Fe, Pt, Au, Ag ou analogue avec une résistance de tenue élevée à la sublimation de cathode ou d'une céramique électriquement conductrice telle que TiN et MoCiO2 ou analogue. La section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 peut de préférence être constituée de matériau isolant composé de, par exemple, soit l'un quelconque de matériaux céramiques tels que Si3N4 et Al2O3 ou analogue avec aucune usure observée lors d'un essai d'évaluation mené spécifiquement sur la durabilité. Lors d'une application d'une tension négative élevée, une décharge par étincelles électriques survient dans l'espace de décharge 200 sur une décharge de surface SD. La figure 3B montre un instant auquel la décharge par étincelles survient dans l'espace de décharge 200, provoquant la formation d'un mélange de gaz, composé d'air et de gaz combustible, en un état de plasma.

Ainsi que représenté sur la figure 3B, une surface 122a de la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 formant l'élément de fixation de la distance de décharge 120, la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130, et l'électrode de masse 154 forment l'espace de décharge 200.

L'élément de fixation de la distance de décharge 120 prend la forme d'une structure laminaire formée avec la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122, la surface 122a de celle-ci étant exposée à l'espace de décharge 200. La section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 est constituée de matériau électriquement conducteur avec une propriété d'oxydation dure et une faible résistance électrique tel que, par exemple, Ag, Au, Pt ou analogue. Ainsi que représenté sur la figure 3B, la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et les micropores 124a sont maintenues dans un état de conduction électrique. La décharge de surface SD survient entre des surfaces des micropores 124a et l'électrode de masse 154 de manière à cheminer sur une surface interne de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130. Lorsque cela intervient, une grande quantité d'électrons 21 sont déchargés dans l'espace de décharge 200 et entraînent la transformation des ions azote en cations 20 de sorte que le mélange gazeux est formé à l'état de plasma avec une électricité neutre sous une température élevée et une pression élevée. De plus, la portion d'ouverture de l'électrode de masse 155 peut de préférence avoir une ouverture avec le même diamètre interne que celui d'un diamètre d'ouverture 131a de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130. Dans une variante, la portion d'ouverture de l'électrode de masse 155 peut de préférence avoir une ouverture d'un diamètre plus important que celui du diamètre d'ouverture 131a de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130 pour être pratiquement égal à un diamètre externe de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130. Du fait que la bougie d'allumage à plasma I continue des décharges en arc répétitives sur une période prolongée pendant l'utilisation, les cations 20, tels que, par exemple, des ions Ni- ou analogues heurtent les surfaces des micropores 124a avec l'apparition résultante d'une sublimation de cathode ainsi que représenté sur la figure 4. Cela provoque l'érosion des micropores 124a avec l'apparition résultante de vides 126a. Par conséquent, une décharge par étincelles survient entre l'électrode de masse 154 et l'un parmi le grand nombre de micropores 124a du corps à multiples micropores 123a dans une zone exposée à la surface de l'espace de décharge 200 dans une position la plus proche de l'électrode de masse 154. Par conséquent, la distance de décharge 201 est maintenue dans une plage fixe à chaque instant, sans aucune apparition d'une augmentation de la tension de décharge. De plus, même si les surfaces des micropores 124a sont érodées en raison de l'apparition d'une vaporisation ou sublimation de cathode provoquant l'exposition des surfaces internes des micropores 124a du corps à multiples micropores 123a, la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 est partiellement fondue afin de former un matériau électriquement conducteur 124a' dominant dans un état fondu afin de combler les micropores 124a"' sous la forme de vides. De plus, du matériau électriquement conducteur 124a" pulvérisé sur la surface du corps à multiples micropores 123a est déposé à nouveau.

Par conséquent, du matériau électriquement conducteur est régénéré à partir de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 sur la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122. Cela permet à la surface du corps à multiples micropores 123a d'être formée avec les micropores 124a à l'état conducteur avec la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 telle que la distance de décharge 201 est maintenue à une valeur fixe à chaque instant. De plus, de même que le micropore 124a"', si le micropore 124a n'est pas rempli du matériau électriquement conducteur depuis le début, une décharge par étincelles commence à apparaître dans le micropore 124a, provoquant l'érosion de la surface de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 en raison de l'apparition d'une vaporisation ou sublimation de cathode. Lors d'une utilisation normale, le micropore 124a est rempli avec des matériaux électriquement conducteurs 125a et 124a', formés à l'état fondu, ou d'atomes conducteurs 124a" diffusés en raison de la sublimation ou vaporisation de cathode. Cela permet à la décharge par étincelles de se produire sur la surface de la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122, permettant à la distance de décharge d'être fixe.

Dans une variante, le corps à multiples micropores 123a peut être constitué d'un matériau céramique électriquement conducteur avec une température de fusion élevée tel que, par exemple, HfC ou analogue à la place d'un matériau céramique isolant. Cette céramique a une propriété de conduction électrique et est légèrement usée, mais fonctionne comme un matériau électriquement conducteur d'électrode en plus de fonctionner comme un élément de régénération de matériau électriquement conducteur. L'utilisation d'un tel matériau à température de fusion élevée permet de soumettre initialement le matériau électriquement conducteur dans les micropores 124a à une vaporisation ou sublimation de cathode. Par conséquent, même si le corps à multiples micropores 123a est constitué de matériau électriquement conducteur, le corps à multiples micropores 123a est moins érodé et devrait avoir pratiquement le même effet avantageux que celui dans lequel la céramique isolante est utilisée. Avec la bougie d'allumage à plasma du présent mode de réalisation, une décharge par étincelles peut se produire jusqu'à ce que les vides 126a, formés entre la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122, séparent complètement la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 l'une de l'autre.

Le Pt, Ag et Au ont des températures de fusion plus faibles que celle de la céramique de HfC et, par conséquent, l'utilisation de ces matériaux en tant que matériau électriquement conducteur de régénération permet de régénérer le Pt, Ag et Au en tant que matériau d'électrode avec une priorité élevée. Les figures 5A à 5D représentent des sections régénérées de matériau électriquement conducteur 122A, 122B, 122C et 122D de différentes modifications pour une utilisation dans la bougie d'allumage à plasma 1 du premier mode de réalisation selon la présente invention. Les sections régénérées de matériau électriquement conducteur 122A, 122B, 122C et 122D de différentes modifications ont les mêmes structures que la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122, représentée sur les figures 1 à 4, à l'exception de micropores formés dans des formes particulières. Par conséquent, la description de ces composants se fera en s'intéressant aux caractéristiques distinctives.

Ainsi que représenté sur la figure 5A, la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122A comprend un corps à multiples micropores 123A, constitué d'un matériau céramique isolant tel que, par exemple, Si3N4 et Al2O3 ou analogue, qui est formé avec un grand nombre de trous ouverts s'étendant dans une direction axiale. De même que la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122 du premier mode de réalisation, les trous ouverts 124A restent intacts à l'état ouverts. En variante, le trous ouverts 124A peuvent être remplis d'un matériau électriquement conducteur tel que, par exemple, Ag, Au, Ni et Pt ou analogue ou un matériau céramique conducteur tel que, par exemple, TiN et MoSiO2 ou analogue. Dans une autre variante, le corps à multiples micropores 123A peut être constitué d'un matériau céramique conducteur avec une température de fusion élevée tel que, par exemple, HfC à la place du matériau céramique isolant. Avec la bougie d'allumage à plasma utilisant la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122A de la présente modification, une décharge par étincelles intervient entre les trous ouverts 124A, remplis de matériau électriquement conducteur, et l'électrode de masse 154 sur une surface du corps à multiples micropores 123A exposée à l'espace de décharge 200. Ainsi que représenté sur la figure 5B, la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122B est constituée d'un corps à multiples micropores 123B formé dans un corps fritté mixte entre un matériau céramique isolant tel que, par exemple, Si3N4 et Al2O3 ou analogue, et un matériau céramique électriquement conducteur tel que, par exemple, TiN et MoSiO2 ou analogue. Avec une structure de la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122B telle que représentée sur la figure 5B, le matériau céramique isolant forme un matériau de base de la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122B sous la forme d'une couche céramique isolante 123B. De plus, le matériau céramique conducteur est présent sur le joint de grain cristallin de la couche céramique isolante 123B sous la forme d'une couche céramique électriquement conductrice 124B. Avec la bougie d'allumage à plasma utilisant la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122B de la présente modification, même si la couche céramique électriquement conductrice 124B est érodée en raison de la sublimation ou vaporisation de cathode, la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 régénère le matériau électriquement conducteur en diffusion dans le joint de grain cristallin, permettant à la distance de décharge 201 d'être maintenue dans une plage fixe.

Dans une variante, les corps à multiples micropores 123A et 123B des sections régénérées de matériau électriquement conducteur 122A et 122B peuvent être remplacés par un corps à structure en nid d'abeilles 122C comprenant un corps à multiples micropores 123C formé avec une pluralité de micropores hexagonaux s'étendant axialement 124C, ainsi que représenté sur la figure 5C. Dans une autre variante, les sections régénérées de matériau électriquement conducteur 122A et 122B peuvent comprendre un corps à structure en nid-d'abeilles 122D comprenant un corps à multiples micropores 123D ayant une pluralité de micropores carrés 124D, ainsi que représenté sur la figure 5D. De plus, du fait que les micropores 124A et 124B ont des formes polygonales, respectivement, les matériaux électriquement conducteurs, régénérés dans les sections régénérées de matériau électriquement conducteur 122A et 122B, peuvent avoir des portions d'angle dans lesquelles des champs électriques se concentrent avec un effet résultant de réduction de la tension de décharge. La chute de la tension de décharge entraîne une force de sublimation ou 20 vaporisation, provoquant ainsi une réduction supplémentaire de l'usure d'une électrode négative. Les figures 6 à 8 montrent une bougie d'allumage à plasma 1' d'une forme modifiée du premier mode de réalisation selon la présente invention. La bougie d'allumage à plasma 1' de la forme modifiée a la même structure 25 que celle de la bougie d'allumage à plasma 1 du premier mode de réalisation, les parties identiques ou correspondantes portant les mêmes numéros de référence, et la description se concentrera sur une caractéristique distinctive. Avec la bougie d'allumage à plasma 1' de la forme modifiée représentée sur les figures 6 à 8, l'électrode de masse 154 a une extrémité avant formée avec une 30 portion d'électrode annulaire 154a s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'extrémité avant de l'électrode de masse 154 de manière à recouvrir la face d'extrémité avant 131a de l'isolateur en porcelaine 130 de sorte qu'une portion d'ouverture 155a a un diamètre pratiquement égal à celui de la section de fixation de la distance de décharge 120. Avec la bougie d'allumage à plasma 1' de cette forme modifiée, ainsi que représenté sur la figure 7B, la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 et le micropore 124a sont maintenus dans un état électriquement conducteur. Avec une telle structure, une décharge par étincelles SD' survient entre la portion d'électrode annulaire 154a et une surface du micropore 124a de la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122. Du fait que la bougie d'allumage à plasma 1' continue des décharges en arc répétitives sur une période prolongée pendant l'utilisation, les cations 20, tels que, par exemple, des ions N+ ou analogues, percutent les surfaces des micropores 124a avec l'apparition résultante d'une sublimation ou vaporisation de cathode ainsi que représenté sur la figure 8. Cela provoque l'érosion des micropores 124a avec l'apparition résultante de vides 126a. Par conséquent, une décharge par étincelles survient entre la portion d'électrode annulaire 154a de l'électrode de masse 154 et l'un parmi le grand nombre de micropores 124a du corps à multiples micropores 123a dans une zone exposée à la surface de l'espace de décharge 200 dans une position la plus proche de la portion d'électrode annulaire 154a de l'électrode de masse 154. Par conséquent, la distance de décharge 201 est maintenue dans une plage fixe à chaque instant, sans aucune apparition d'une augmentation de la tension de décharge. De plus, même si les surfaces des micropores 124a sont érodées en raison de l'apparition d'une sublimation ou vaporisation de cathode provoquant l'exposition des surfaces internes des micropores 124a du corps à multiples micropores 123a, la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 est partiellement fondue afin de former le matériau électriquement conducteur 124a' dominant dans un état fondu afin de combler les micropores 124a"' sous la forme de vides. De plus, du matériau électriquement conducteur 124a" pulvérisé sur la surface du corps à multiples micropores 123a, est déposé à nouveau.

Par conséquent, du matériau électriquement conducteur est régénéré à partir de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 sur la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122. Cela permet à la surface du corps à multiples micropores 123a d'être formée avec les micropores 124a à l'état électriquement conducteur avec la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 telle que la distance de décharge 201 est maintenue à une valeur fixe à chaque instant. De plus, de même que le micropore 124a"', si le micropore 124a n'est pas rempli du matériau électriquement conducteur depuis le début, une décharge par étincelles commence à apparaître à travers le micropore 124a. Cela provoque l'érosion de la surface de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 121 en raison de l'apparition d'une sublimation de cathode. Lors d'une utilisation normale, le micropore 124 est rempli avec des matériaux électriquement conducteurs 125a et 124a', formés à l'état fondu, ou d'atomes électriquement conducteurs 124a" diffusés en raison de la sublimation de cathode. Cela permet à la décharge par étincelles de se produire sur la surface de la section régénérée de matériau électriquement conducteur 122, permettant à la distance de décharge d'être fixe.

Deuxième mode de réalisation. Une bougie d'allumage à plasma lA d'un deuxième mode de réalisation selon la présente invention va être décrite ci-dessous en détail en faisant référence aux figures 9 et 10 et aux figures 11A à 1c. Pour le présent mode de réalisation, la structure de circuit, représentée sur la figure 2B, est utilisée pour alimenter la bougie d'allumage à plasma 1A. Dans ce cas, l'électrode centrale 110 agit comme une électrode positive et l'électrode de masse 154A agit comme une électrode négative. L'électrode centrale 110 a une périphérie externe formée avec une portion de surface 111. Une décharge par étincelles survient entre la portion de surface 111 de l'électrode centrale 110 et une surface d'une portion d'ouverture 155A de l'électrode de masse 154A. La bougie d'allumage à plasma lA du présent mode de réalisation a la même structure fondamentale que celle du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, les caractères de référence identiques désignant des composants identiques ou correspondants afin d'omettre une description redondante et la description du présent mode de réalisation se concentrera sur les caractéristiques distinctives. Avec la bougie d'allumage à plasma lA du présent mode de réalisation, la portion de surface d'électrode centrale 111 se charge positivement. Par conséquent, seuls les électrons dans le gaz plasma percutent la portion de surface de l'électrode centrale 111 et aucun cation de masse important n'entre en collision avec celle-ci. Cela entraîne l'amélioration de la durabilité de l'électrode centrale 110. De plus, une jupe de métal 150A a une extrémité distale inférieure 150d formée avec une section de régénération de matériau électriquement conducteur 158 maintenue en contact électrique avec l'électrode de masse 154A, formée en une structure en disque recouvrant une face d'extrémité inférieure 131a de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130, qui forme un élément de fixation de la distance de décharge qui supprime une usure de l'électrode de masse 154A en raison de la sublimation de cathode.

Concernant la figure 9, une partie essentielle de la bougie d'allumage à plasma 1A du deuxième mode de réalisation va être décrite ci-dessous en détail avec ses effets avantageux. La jupe de métal 150 a une extrémité distale 150d pourvue de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158 en contact électrique avec l'électrode de masse 154A. L'électrode de masse 154A, agissant comme l'élément de fixation de la distance de décharge, comprend une section régénérée de matériau électriquement conducteur 156, maintenue en contact avec une surface inclinée 158a de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158, et une pluralité de micropores 157 s'étendant radialement de la surface inclinée 158a de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158 à une portion d'ouverture de l'électrode de masse 155A pour être exposés à un espace de décharge 200A. La section régénérée de matériau électriquement conducteur 156 est constituée d'un corps à multiples micropores qui est formé dans une forme essentiellement annulaire en utilisant un matériau isolant. La pluralité de micropores 157 s'étend radialement à travers le corps à multiples micropores depuis la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158 jusqu'à l'espace de décharge 200A. Par conséquent, la pluralité de micropores 157 est maintenue dans un état électriquement conducteur avec la surface inclinée 158a de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158. Cela permet à une décharge de surface SD de se produire entre une surface du micropore 157 et l'électrode centrale 110 de manière à cheminer sur une surface de circonférence interne de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130. Lorsque cela intervient, une grande quantité d'électrons 21 est libérée et l'azote ou analogue devient des cations 20. Cela entraîne la formation d'un mélange de gaz dans l'espace de décharge 200A en un état de plasma avec une température élevée et une pression élevée dans un état électriquement neutre. De même que les micropores 124a du corps à multiples micropores 123a formant l'élément de fixation de la distance de décharge 120 de la bougie d'allumage à plasma 1 du premier mode de réalisation représentée sur les figures 3A et 3B, les micropores 157 peuvent de préférence être remplis d'un matériau électriquement conducteur tel que, par exemple, Ag, Au, Ni, Pt ou analogue ou un matériau céramique électriquement conducteur tel que, par exemple, TiN, MoSiO2 ou analogue. Dans une variante, les micropores 157 peuvent de préférence rester intacts dans un état ouvert. Avec le micropore 157 restant dans un état ouvert, la décharge de surface SD survient selon une trajectoire à l'intérieur du micropore 157, permettant ainsi à une décharge par étincelles de survenir entre la surface inclinée 158a de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158 et la surface de l'électrode centrale 110. De plus, même si du matériau électriquement conducteur M des micropores 157 est diffusé dans l'espace de décharge 200A en raison de la sublimation de cathode, le matériau électriquement conducteur est régénéré à partir de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158 dans la section régénérée de matériau électriquement conducteur 156, permettant à une tension de décharge d'être maintenue à un niveau pratiquement constant.

Une structure détaillée de l'élément de fixation de la distance de décharge 154A est représentée sur les figures 11A à l iC. Ainsi que représenté sur la figure 11A, l'élément de fixation de la distance de décharge 154A comprend une pluralité d'éléments annulaires de fixation de la distance de décharge 154a à 154c, chacun étant constitué de matériau isolant et formé en une forme quasiment trapézoïdale en coupe, qui sont formés avec une pluralité d'évidements s'étendant radialement 157a, 157b et 157c, respectivement. Les éléments annulaires de fixation de la distance de décharge 154a à 154c sont empilés en une structure unitaire et un élément annulaire de fixation de la distance de décharge 154d est placé au-dessus de la structure unitaire, permettant la formation de l'élément de fixation de la distance de décharge 154A tel que représenté sur la figure 11B. De plus, l'élément de fixation de la distance de décharge 154A peut de préférence être structuré afin de comprendre une pile des éléments annulaires de fixation de la distance de décharge 154a à 154c comme le mode de réalisation représenté sur les figures 9 et 11A. Dans une variante, l'élément de fixation de la distance de décharge 154A peut être remplacé par un élément de fixation de la distance de décharge à simple couche 154B qui a une surface faisant face à une portion frontière entre la face d'extrémité distale inférieure 131a de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130 et une portion d'extrémité de base de l'élément de fixation de la distance de décharge 154B qui est formé avec une pluralité d'évidements s'étendant radialement 157d. Troisième mode de réalisation.

Une bougie d'allumage à plasma 1C d'un troisième mode de réalisation selon la présente invention va être décrite en détail en faisant référence à la figure 12 et aux figures 13A à 13C. Pour le présent mode de réalisation, la structure de circuit, représentée sur la figure 2B, est utilisée afin d'alimenter la bougie d'allumage à plasma 1 C. Dans ce cas, l'électrodecentrale 110 agit comme une électrode positive et une électrode de masse 154B agit comme une électrode négative. L'électrode centrale 110 a la circonférence externe formée avec la portion de surface 111. Une décharge par étincelles survient entre la portion de surface 111 de l'électrode centrale 110 et une surface d'une portion d'ouverture 155B de l'électrode de masse 154B.

Avec la bougie d'allumage à plasma 1C du présent mode de réalisation, une jupe de métal 150B a une extrémité distale 15OBa pourvue d'une section de régénération de matériau électriquement conducteur 158B en contact électrique avec une électrode de masse 154B. De plus, l'électrode de masse 154B a une ouverture 155B d'un diamètre supérieur à celui de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130, mais pratiquement égale à un diamètre externe de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130.

Avec une telle structure, le matériau d'électrode est susceptible d'être diffusé en raison d'une sublimation de cathode, le matériau d'électrode diffusé adhérant à une périphérie de circonférence interne 131b de la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130 dans une zone faisant face à un espace de décharge 200B dans une position à proximité de l'électrode centrale 110, provoquant la survenue d'une décharge par étincelles d'une manière instable. Cependant, de même que la structure du présent mode de réalisation, la portion d'ouverture 155B de l'électrode de masse 154B est ouverte dans une zone radialement plus large que la portion d'extrémité avant 131 de l'isolateur en porcelaine 130, entraînant une réduction de la quantité de matériau d'électrode diffusé, même dans une zone à l'intérieur de l'espace de décharge 200B. Cela entraîne la survenue d'une décharge par étincelles d'une manière stable. Des structures détaillées de l'élément de fixation de la distance de décharge 154B sont représentées sur les figures 13A à 13C.

La figure 13A représente l'élément de fixation de la distance de décharge 154B formé en une structure composée d'un corps à multiples micropores ; la figure 13B représente un élément de fixation de la distance de décharge 154C formé en une structure composée d'un corps poreux ; et la figure 13C représente un élément de fixation de la distance de décharge 154D formé en une structure composée d'un corps de mélange fritté. Ainsi que représenté sur la figure 13A, l'élément de fixation de la distance de décharge 154B comprend le corps à multiples micropores 156B constitué de matériau isolant et formé avec une pluralité d'évidements s'étendant axialement 157B et joue le rôle d'une section régénérée de matériau électriquement conducteur.

Ainsi que représenté sur la figure 13A, les micropores 157B peuvent de préférence être remplis avec du matériau électriquement conducteur tel que, par exemple, Ag, Au, Ni, Pt ou analogue en contact électrique avec l'extrémité distale 15OBa de la jupe de métal 150B. Dans une variante représentée sur la figure 13B, l'élément de fixation de la distance de décharge 154C, constitué du corps poreux 156C, a un grand nombre de micropores s'étendant axialement 157C et joue le rôle d'une section régénérée de matériau électriquement conducteur.

Ainsi que représenté sur la figure 13C, l'élément de fixation de la distance de décharge 154D comprend une section régénérée de matériau électriquement conducteur 156D, constituée d'un corps à multiples micropores formé en un corps fritté mixte entre un matériau céramique isolant tel que, par exemple, Si3N4 et Al2O3 ou analogue et un matériau céramique électriquement conducteur tel que, par exemple, TiN et MoSiO2 ou analogue, qui joue le rôle d'une section régénérée de matériau électriquement conducteur. De même que les premier et deuxième modes de réalisation, les structures représentées sur les figures 13A à 13C ont des effets avantageux semblables. C'est-à- dire que même si la sublimation de cathode intervient sur une surface de chacune des portions d'ouverture d'électrode de masse 155B à 155D des structures représentées sur les figures 13A à 13C, du matériau électriquement conducteur est régénéré à partir de la section de régénération de matériau électriquement conducteur 158B dans chacune des sections régénérée de matériau électriquement conducteur 156B, 156C et 156D. Par conséquent, aucune augmentation de tension de décharge n'intervient, permettant de réaliser la bougie d'allumage à plasma 1C avec une durabilité élevée. Bien que les modes de réalisation spécifiques de la présente invention ont été décrits cidessus en détail, l'homme du métier reconnaîtra que différentes modifications et variantes par rapport à ces détails peuvent être élaborées à la lumière des enseignements de la description ci-dessus. En conséquence, les arrangements particuliers décrits ne sont censés être qu'illustratifs et ne se limitent pas à la portée de la présente invention. Par exemple, avec la bougie d'allumage à plasma 1 du premier mode de réalisation, la section régénérée de matériau électriquement conducteur est formée dans une épaisseur d'environ 0,5 mm. Dans ce cas, si la section régénérée de matériau électriquement conducteur a une épaisseur qui est trop mince, un transfert de matériau peut facilement être mis en oeuvre à partir de la section de régénération de matériau électriquement conducteur vers la section régénérée de matériau électriquement conducteur. Cependant, il est probable que l'érosion se produise facilement en raison de la sublimation de cathode. En revanche, si la section régénérée de matériau électriquement conducteur a une épaisseur qui est trop importante, il est difficile qu'un transfert de matériau survienne de la section de régénération de matériau électriquement conducteur vers la surface de la section régénérée de matériau électriquement conducteur. En conséquence, la section régénérée de matériau électriquement conducteur peut de préférence avoir une épaisseur adaptée de manière appropriée suivant le 5 moteur à combustion interne à utiliser.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Bougie d'allumage à plasma destinée à allumer un moteur à combustion interne comprenant : une électrode de masse (154) cylindrique ayant une extrémité avant dont la portion inférieure a une zone centrale formée avec une portion d'ouverture (155) ; un corps isolant cylindrique (130), maintenu en contact en butée avec l'intérieur de l'électrode de masse (154) et en contact avec la portion inférieure de l'électrode de masse (154), qui a une portion de diamètre interne définissant un espace de décharge (200) en communication avec la portion d'ouverture (155) de l'électrode de masse (154) ; et une électrode centrale (110) adaptée au corps isolant (130) au centre de celui-ci et ayant une extrémité avant (110a) exposée à l'espace de décharge (200) dans une position située axialement vers l'intérieur par rapport à une face d'extrémité avant de l'électrode de masse (154), l'une parmi l'électrode de masse (154) et l'électrode centrale (110) servant d'électrode négative et l'autre servant d'électrode positive ; caractérisé en ce qu'une tension est appliquée entre l'électrode de masse (154) et l'électrode centrale (110) afin de démarrer une décharge par étincelles dans l'espace de décharge (200) formé à l'intérieur du corps isolant (130) pour permettre au gaz dans l'espace de décharge (200) d'être éjecté par la portion d'ouverture (155) de l'électrode de masse (154) dans un état de plasma à une température élevée et une pression élevée afin d'obtenir un allumage dans le moteur à combustion interne ; et un élément de fixation de la distance de décharge (120), comprenant une section de régénération de matériau électriquement conducteur (121), constituée d'un matériau électriquement conducteur pouvant fondre lorsqu'il est soumis à la chaleur du gaz à l'état de plasma, et une section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) dont le matériau électriquement conducteur est régénéré, qui est recouvert sur une surface de l'électrode négative afin de démarrer la décharge par étincelles entre une surface de l'élément de fixation de la distance de décharge (120) et l'électrode positive de manière à éviter une fluctuation de la distance de décharge (201) par étincelles provoquée par une usure de l'électrode négative en raison de la collision du gaz à l'état de plasma.

2. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 1, dans laquelle : l'élément de fixation de la distance de décharge (120) est situé de telle sorte que l'espace de décharge (200) et la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) soient adjacents l'un par rapport à l'autre et que la section de régénération de matériau électriquement conducteur (121) et la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) soient adjacentes l'une par rapport à l'autre.

3. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 1, dans laquelle : 10 la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) comprend un corps de mélange fritté entre un matériau isolant et un matériau électriquement conducteur.

4. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 1, dans laquelle : la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) comprend un corps 15 à multiples micropores ayant un grand nombre de micropores s'étendant d'une surface de la section de régénération de matériau électriquement conducteur (121) à une surface exposée à l'espace de décharge (200).

5. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 1, dans laquelle : 20 la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) comprend un corps poreux ayant un grand nombre de vides ouverts de forme irrégulière.

6. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 1, dans laquelle : la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) est constituée de 25 l'un au moins d'un matériau isolant et d'un matériau électriquement conducteur avec une température de fusion élevée.

7. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 4, dans laquelle : le grand nombre de micropores a une forme se présentant sous au moins l'une parmi 30 une forme circulaire, une forme hexagonale, une forme carrée et une forme en retrait.

8. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 1, dans laquelle : 510le matériau électriquement conducteur destiné à une utilisation dans la section de régénération de matériau électriquement conducteur (121) comprend l'un au moins d'un matériau métallique de transition, sélectionné dans le groupe constitué de Pt, Au et Ag, et d'un composé du matériau métallique de transition.

9. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 6, dans laquelle : le matériau isolant destiné à une utilisation dans la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) comprend un matériau céramique composé d'au moins l'un parmi Si3N4 et Al2O3.

10. Bougie d'allumage à plasma selon la revendication 6, dans laquelle : le matériau électriquement conducteur à la température de fusion élevée destiné à une utilisation dans la section régénérée de matériau électriquement conducteur (122) comprend un matériau céramique de HfC.