BRPI0617514A2 - vela de igniÇço para o motor de combustço interna de um veÍculo automotivo - Google Patents

Abstract

<B>VELA DE IGNIÇçO PARA O MOTOR DE COMBUSTçO INTERNA DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO <D>Vela de ignição (1) para o motor de combustão interna de um veículo automotivo, de forma geral sensivelmente alongada, comportando: dois eletrodos coaxiais: um eletrodo interno de eixo (1) chamado eletrodo central (3) e um eletrodo externo chamado corpo (2) envolvendo o eletrodo central (3); um bloco isolante eletricamente, chamado isolante (4), interposto entre o eletrodo central (3) e o corpo (2), de forma anular e possuindo um ressalto (5) anular caracterizado em que o isolante (4) comporta uma ranhura (8) anular situada ao nível do ressalto (5).

Description

"VELA DE IGNIÇÃO PARA O MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA DEUM VEÍCULO AUTOMOTIVO"

A invenção refere-se a uma vela de ignição para o motor decombustão interna de um veículo automotivo, de forma geral sensivelmentealongada, comportando:

- dois eletrodos coaxiais: um eletrodo interno de eixo chamadoeletrodo central e um eletrodo externo chamado corpo envolvendo o eletrodocentral

- um bloco isolante eletricamente, chamado isolante interpostoentre o eletrodo central e o corpo, de forma anular e possuindo um ressaltoanular.

As velas de gerações de plasma constituem sistemas de igniçãode múltiplas centelhas de alta freqüência, capazes de assegurar nas melhorascondições a ignição dos motores com ignição controlada, reduzindo, aomesmo tempo, as emissões poluentes, notadamente com uma mistura pobre.Por outro lado, elas estão sujeitas a incrustações, notadamente quando frias.

Como todas as velas, elas são caracterizadas por um índicetérmico. Este índice térmico leva em conta seu comportamento térmico sobreos pontos de funcionamento do motor particulares. Ele se expressanotadamente por sua capacidade de suportar temperaturas suficientementeelevadas para eliminar as incrustações por pirólise, sem causar qualquer "pré-ignição".

Pelas publicações FR2859830, FR2859869, FR2859831,conhece-se uma vela de múltiplas centelhas dita vela fria, porque atemperatura não sobe suficientemente rápido para evitar a incrustação. Emtais velas, constatou-se, com efeito, o acúmulo de um depósito de carbonosobre o isolante, o que reduz significativamente o isolamento necessário entrea ponta do eletrodo central e o corpo. Com um fraco isolamento, aalimentação de alta tensão da vela pode tender a ser então insuficiente parapoder provocar as necessárias "faíscas" geradoras das centelhas.

Para evitar formação de depósitos contendo carbono, notadamentea frio, sobre o isolante da vela exposto à atmosfera da câmara de combustão,pode-se procurar aumentar a temperatura do isolante, de modo a favorecer adestruição dos depósitos pelo fenômeno de pirólise, cuja eficácia depende daresistência térmica do conjunto da vela compreendendo, aí, a do isolante.

As medidas tomadas geralmente para aumentar a temperatura doisolante encontram seu limite na ocorrência de "pré-ignição" sobre as velas,quando elas atingem temperaturas muito elevadas em funcionamento.

A fim de remediar estes inconvenientes, a invenção visa a regularo índice térmico de uma vela de múltiplas centelhas de modo a que ela secomporte como uma vela muito quente quando o motor está ainda frio e queela se comporta como uma vela morna quando o motor está quente.

A invenção visa a aumentar a temperatura de superfície doisolante enquanto conservando suas propriedades isolantes eletricamente.

Para este fim, a invenção propõe uma vela do tipo citado acima,caracterizada em que o isolante comporta uma ranhura anular.

De acordo com outras características da invenção, a ranhura estásituada ao nível do ressalto.

De acordo com outras características da invenção, a ranhurapossui uma seção retangular.

De acordo com outras características da invenção, a ranhurapossui uma seção triangular.

Outras características e vantagens da invenção aparecerão naleitura da descrição de exemplos de realização com referência às figurasanexas.

A figura 1 representa uma vista em semi-corte de uma vela demúltiplas centelhas conhecida no estado da técnica.

A figura 2 representa uma vista em semi-corte de uma vela demúltiplas centelhas de acordo com uma primeira forma de realização dainvenção.

A figura 3 representa uma vista em semi-corte de uma vela demúltiplas centelhas de acordo com segunda forma de realização da invenção.

Os elementos idênticos ou análogos são designados pelosmesmos números de referência.

Como representado nas figuras 1, 2 e 3, uma vela de múltiplascentelhas 1 comporta dois eletrodos de geração de plasma coaxiais. Umeletrodo externo chamado corpo 2 é destinado a ser aterrado. Ele envolve umeletrodo interno chamado eletrodo central 3, sensivelmente cilíndrico, de eixode simetria D, desempenhando o papel de eletrodo alta tensão. Os materiaisdos eletrodos 2, 3, são selecionados dentre um material condutor, como umaliga de níquel.

Um bloco eletricamente isolante, chamado isolante 4, é colocadoentre o corpo 2 e o eletrodo central 3. O corpo 2 apresenta, na face exterior desua parte inferior a mais próxima do cabeçote do cilindro do motor decombustão interna equipado com a vela 1, uma forma apropriada para oposicionamento, manutenção e aperto da vela 1 sobre o cabeçote do cilindro(por exemplo e de modo não limitativo, como representado na figura 1: umfilete de rosca). Material de isolamento pode ser escolhido de cerâmica.

O isolante 4 possui um ressalto 5 anular ocultando toda asuperfície circular externa 6 do corpo 2. O ressalto 5 aumenta a distância,passando pela mistura gasosa, entre o eletrodo central 3 e o corpo, permitindoévitar a criação de arco entre o eletrodo central 3 e o corpo 2.

Qualquer que seja a forma de realização da invenção, o ressalto 5comporta uma ranhura 8 anular.De acordo com uma primeira forma de realização, comorepresentada na figura 2, a ranhura 8 anular possui uma seção retangular.

De acordo com uma segunda forma de realização, comorepresentada na figura 3, a ranhura 8 anular possui uma seção triangular.

Deste modo, uma resistência térmica é criada no centro doisolante e permite aumentar a temperatura da superfície do isolante 4. Estaranhura 8 é dimensionada de tal modo que a ranhura não pode ser obturada, oque teria por conseqüência a não elevação da temperatura da superfície.

A ranhura 8 dispõe de dois parâmetros: sua altura h e suaprofundidade p.

A altura h permite adicionar uma fonte de calor no interior doisolante 4. A altura h varia em função da superfície de coleta do calor o quepermite modificar a repartição dos fluxos de calor que entram no isolante.

A profundidade ρ da ranhura 8 permite ajustar a resistênciatérmica do sistema. Com efeito, as modificações de condutividade térmicalongitudinal (ao longo do eixo D) permitem fazer variar os gradientes detemperatura na direção axial e, portanto, as distribuições de temperatura.

A forma da ranhura 8 é ilustrada nas figuras 2 e 3, mas ainvenção não é limitativa, outras formas podem ser selecionadas de modo aaumentar a temperatura da superfície do isolante.

A ranhura 8 permite criar um estrangulamento no isolante 4 ereduzir, assim, sua condutividade térmica longitudinal. Além disso, a ranhura8 aumenta a superfície aparente do isolante 4 para um volume mais reduzido.

Esta superfície fica completamente exposta à chama produzida pela vela oque conduz a um fluxo térmico maior da chama para o isolante 4 e, portanto,um aquecimento maior do isolante 4. A ranhura 8 não impede, portanto, odepósito de fuligem mas permite aumentar a temperatura do isolante e umalimpeza por pirólise das fiiligens.

Claims (4)

1. Vela de ignição (1) para o motor de combustão interna de umveículo automotivo, de forma geral sensivelmente alongada, comportando:- dois eletrodos coaxiais: um eletrodo interno de eixo (D)chamado eletrodo central (3) e um eletrodo externo chamado corpo (2)envolvendo o eletrodo central (3)- um bloco isolante eletricamente, chamado isolante (4)interposto entre o eletrodo central (3) e o corpo (2), de forma anular epossuindo um ressalto (5) anular,caracterizado pelo fato de que o isolante (4) comporta uma ranhura (8) anularsituada ao nível do ressalto (5).

2. Vela de ignição (1) de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a ranhura (8) é uma resistência térmica noisolante (4).

3. Vela de ignição (1) de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes 1 a 2, caracterizada pelo fato de que a ranhura (8) possui umaseção retangular.

4. Vela de ignição (1) de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes 1 a 2, caracterizada pelo fato de que a ranhura (8) possui umaseção triangular.