KR20080072651A

KR20080072651A - 내연 기관 엔진용 점화 플러그

Info

Publication number: KR20080072651A
Application number: KR1020087011383A
Authority: KR
Inventors: 하비에르 자프레직; 마르크 빠리엉뜨
Original assignee: 르노 에스.아.에스.
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-08-06
Also published as: FR2893455A1; WO2007054648A1; JP4869351B2; EP1949514A1; CN101310422B; BRPI0618542A2; RU2402126C2; JP2009516342A; CN101310422A; FR2893455B1; EP1949514B1; DE602006013867D1; ATE465535T1; US7915795B2; US20090091232A1; RU2008123858A; ES2344157T3

Abstract

일반적인 원통 형상을 가지는, 차량의 내연 기관 엔진용 점화 플러그(1)로서, 중앙 전극(3)인 축(z)을 구비한 하나의 내부 전극과 상기 중앙 전극(3)을 둘러싸는 덮개(2)인 하나의 외부 전극으로 된 2개의 동축 방향 전극과, 상기 중앙 전극(3) 및 상기 덮개(2) 사이에 삽입된 절연체(4)인 전기적 절연 블록을 포함하는 필수적 용량성 하측 부분(C)과; 코일(5)에 의해 둘러싸인 중앙 맨드렐(8)로서 그 하단부(57)는 상기 중앙 전극(3)의 상단부를 둘러싸는 중앙 맨드렐(8)과, 외부 케이싱(6)과, 상기 케이싱(6) 및 상기 코일(5) 사이에서 방사상으로 삽입된 절연체(7)를 포함하는 필수적 유도성 상측 부분(I);을 포함하는 점화 플러그(1)에 있어서, 상기 중앙 전극(3)의 상단부(31)는, 상기 중앙 전극(3)의 재료보다 높은 전기 전도성을 가지며 초자성을 가지지 않는 재료의 코팅부(9)를 구비한다.

점화 플러그

Description

내연 기관 엔진용 점화 플러그{Sparkplug for an internal combustion engine}

본 발명은 전기적 불꽃에 의해 내연 기관의 점화에 사용되는, 플라즈마 발생 점화 플러그에 관한 것이다.

차량용 내연 기관 엔진용 점화 플러그는 일반적인 원통 형상이며, 상기 점화 플러그는,

● 두개의 동축 방향 전극: 하나의 내부 전극은 중앙 전극(3)으로서 알려진 축을 구비하며, 하나의 외부 전극은 상기 중앙 전극을 둘러싸는 덮개로서 알려져 있음,

● 상기 중앙 전극과 덮개 사이에 삽입되는 절연체로서 알려진 전기적 절연 블록을 포함하는

- 필수 용량성 저부와;

● 코일에 의해 둘러싸여진 중앙 맨드렐로서, 그 하단부는 상기 중앙 전극의 상단부를 둘러싸는 중앙 맨드렐,

● 외부 케이싱,

● 상기 케이싱과 상기 코일 사이에서 방사상으로 삽입되는 절연체를 포함하는

- 필수 유도성 상부;를 포함한다.

FR 2 859 830, FR 2 859 569 및 FR 2 859 831 공보는 일련의 공진기를 통합한 유형의 다중 점화 플러그에 관한 것이다. 상기 코링의 단일 권선부로 인하여 구조체에 저장된 에너지와 저항성 및 유전체 손실 사이의 비율인 고품질 계수를 달성하게 된다. 모든 에너지는 자성 형태로 저장되며 전술한 필수적인 용량성부에 전달된다. 또한, 상기 코일의 저단부는 상기 중앙 전극의 상단부를 둘러싸게 된다. 이러한 전자기적 오버랩 구간은 상기 중앙 전극에 맴돌이 전류를 유도하여, 이는 추가 저항을 발생시키고 코일/점화 플러그 조립체의 과전압 계수를 감소시키는 효과를 나타내게 된다.

이러한 문제점을 완화시키기 위하여, 본 발명은 점화 플러그의 특징, 특히 높은 초과 전압 계수를 최적화하기 위하여 상기 중앙 전극에서 맴돌이 전류에 의해 유도된 전자기적 에너지의 소산을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 발명은 전술한 유형의 점화 플러그를 제공하는데, 이러한 점화 플러그는 중앙 전극의 상단부가 상기 중앙 전극의 재료보다 큰 전기전도성을 가지며 강자성을 가지지 않는 재료로 된 코팅부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코팅부의 두께는 상기 중앙 전극의 초기 표면 두께와 적어도 같거나 그 이상이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코팅부의 축방향 높이는 상기 중앙 전극의 상단부의 높이와 적어도 같거나 그 이상이다.

본 발명의 다른 구조 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 대한 설명에서 현출된다.

도 1은 선행기술에 따른 무선 주파수 플라즈마 점화 플러그의 축(z)을 따라 취한 개략적 단면도이다.

도 2는 선행기술에 따른 중앙 전극의 상단부 및 코일의 하단부를 포함하는 무선 주파수 플라즈마 점화 플러그의 부분의 축(z)을 따라 취한 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 중앙 전극의 단면도이다.

동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 축(z)을 구비한 실질적으로 일반적인 원통형상을 가진 무선 주파수 플라즈마 점화 플러그(1)는 원칙적으로 필수적 용량성 하측 부분(C) 및 필수적 유도성 상측 부분(I)을 구비하며, 상기 부분들(C, I)은 실질적으로 길다란 형상이다.

필수적 용량성 부분(C)은 고전압 전극이 되는, 축(z)을 가진 실질적으로 원통형의 중앙 전극(3)을 둘러싸며 접지되는 덮개(2)를 특히 구비한다. "절연체(4)"로 알려진 전기적 절연 블록은 상기 덮개(2)와 상기 중앙 전극(3) 사이에 배치된다. 선행기술에서 알려진 바와 같이, 상기 덮개(2)는, 상기 점화 플러그(1)가 제 공된 내연 기관 엔진의 실린더 헤드에 인접한 그 하측 부분의 외측면상에서, 상기 실린더 헤드의 점화 플러그(1)를 장착하고, 지지하며 클램핑하기에 적합한 형성을 가진다(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 쓰레드와 같은 비제한적인 방식으로).

상기 점화 플러그(1)의 필수적인 유도성 부분(I)은 그 내측으로부터 외측으로, 중앙 맨드렐(8: mandrel), 코일(5), 절연체(7), 외측 케이싱(6)을 구비한다.

상기 중앙 맨드렐(8)은 그 축이 상기 점화 플러그(1)의 축(z)과 거의 일치하는, 원형 단면을 가진 일반적인 원통형상을 가진다. 그것은 절연성이며 비자성의 재료로 만들어진다.

상기 코일(5)은 원형 단면을 가진 일반적인 원통형상이다. 그것은 상기 코일(5)의 2개의 단부 회전부(51a, 51b)를 형성하는 제1 회전부(51a)로부터 시작되어 최종 회전부(51b)까지 연장되는 중앙 맨드렐(8)을 둘러싸는 연속적인 회전부(51)를 형성하는 직경(D)의 권취 와이어로 구성된다. 상기 제 1 회전부(51a)는 커넥터(12)에 연결되며 상기 최종 회전부(51b)는 적절한 수단(14)에 의해 상기 중앙 전극(3)의 내측 단부에 연결된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 코일(5)의 하단부(57)는 상기 맨드렐(8)에 체결되는 상기 중앙 전극(3)의 상단부(31)를 둘러싸게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 코일(5)을 둘러싸는 상기 절연체(7)는 일반적인 원통형상이다. 상기 절연체는 실리콘과 같은 다양한 재료로부터 선택될 수 있다.

상기 외부 케이싱(6)은 일반적인 원통형상이다. 상기 케이싱은 상기 코일(5)을 둘러싸며 접지된다. 상기 케이싱(6)은 전자기적 차폐 기능을 가진다. 상기 케이싱(6)은 구리와 같은 비철금속이며 높은 전도성 재료에서 선택된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 중앙 전극(3)은 코팅부(9)를 가진다. 상기 코팅부(9)는 상기 중앙 전극(3)의 상단부(31)상에 축방향으로 배치된다. 이러한 코팅부(9)는 예를 들어 전기분해에 의해 증착된다.

상기 코팅부는 상기 중앙 전극(3)의 재료보다는 더욱 전기 전도성을 띠며, 강자성을 가지지 않는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 상기 중앙 전극(3)은 전도도가 14.3*10⁶ S/m (시멘즈/미터)인 니켈로부터 선택되며, 상기 코팅부(9)는 전기 전도도가 63*10⁶ S/m 인 은으로부터 선택된다.

상기 코팅부(9)의 치수에 있어서, 치수는 두께(E) 및 높이(H)에 의해 특징지어진다.

반경방향 두께(E)는 코팅부(9)가 없는 중앙 전극의 표면 두께와 동일하거나 그 이상이다. 상기 표면 두께는 유도된 전류가 인자 "e"에 의해 감소된 후에(여기서는 ln(e)= 1 임), 표면 두께가 재료에서의 두께로 정의된다. 상기 표면 두께는 하기의 수식을 통하여 계산된다.

여기서,

. μ= 투자율(permeability);

. μ= μ_o·μ_r, 여기서 μ_r = 재료의 상대적 투자율이며, μ_o = 진공에서의 투자율;

. s (S/m) = 전기 전도성;

. f (Hz) = 주파수 (Hz) 이다.

상기 높이(H)는 상기 중앙 전극(3)의 상단부(31)의 높이와 동일하거나 그 이상이다.

상기 중앙 전극(3)의 상단부(31)를 둘러싸는 상기 코일(5)의 하단부(57)는 전자기 오버랩 구간(A)으로 알려져 있다. 이러한 구간(A)은 상기 중앙 전극(3)에서 맴돌이 전류를 유도한다. 맴돌이 전류에 의해 야기된 손실은 주파수의 제곱에 비례한다. 표면 두께는 해당하는 투자도, 주파수, 전기 전도성, 부재의 치수의 제곱근에 비례한다. 두꺼워 질수록 상기 부재는 상기 표면 두께와 관련한 자기장에 수직한 평면 내에 놓이며, 높아질수록 상기 전류가 유도된다.

상기 맴돌이 전류는 상기 중앙 전극(3)의 재료의 표면 두께에서 발견되기 때문에, 본 발명의 일실시예는 이러한 표면 두께를 교체하는 코팅부(9)를 제공한다. 이러한 코팅부(9)는 맴돌이 전류와 표면 두께의 감소를 일으킨다. 이러한 방식으로, 상기 중앙 전극(3)의 저항이 감소된다. 따라서 초과 전압 계수도 감소되어 그 결과 점화 플러그의 성능이 향상된다.

본 발명은 예시적으로 설명되고 도시된 실시예에 한정되지 않는다.

Claims

일반적인 원통 형상을 가지는, 차량의 내연 기관 엔진용 점화 플러그(1)로서,

중앙 전극(3)인 축(z)을 구비한 하나의 내부 전극과 상기 중앙 전극(3)을 둘러싸는 덮개(2)인 하나의 외부 전극으로 된 2개의 동축 방향 전극과,

상기 중앙 전극(3) 및 상기 덮개(2) 사이에 삽입된 절연체(4)인 전기적 절연 블록을 포함하는

필수적 용량성 하측 부분(C)과;

코일(5)에 의해 둘러싸인 중앙 맨드렐(8)로서 그 하단부(57)는 상기 중앙 전극(3)의 상단부를 둘러싸는 중앙 맨드렐(8)과,

외부 케이싱(6)과,

상기 케이싱(6) 및 상기 코일(5) 사이에서 방사상으로 삽입된 절연체(7)를 포함하는

필수적 유도성 상측 부분(I);을 포함하는 점화 플러그(1)에 있어서,

상기 중앙 전극(3)의 상단부(31)는, 상기 중앙 전극(3)의 재료보다 높은 전기 전도성을 가지며 초자성을 가지지 않는 재료의 코팅부(9)를 구비하는 것을 특징으로 하는 점화 플러그(1).
제 1 항에 있어서,

상기 코팅부(9)의 반경방향 두께(E)는 상기 중앙 전극(3)의 초기 표면 두께 이상인 것을 특징으로 하는 점화 플러그(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 코팅부(9)의 축방향 높이(H)는 상기 중앙 전극(3)의 상단부(31)의 높이 이상인 것을 특징으로 하는 점화 플러그(1).