IT202100001685U1

IT202100001685U1 - INNOVATIVE WIRES FOR IGNITION COILS

Info

Publication number: IT202100001685U1
Application number: IT202021000001685U
Authority: IT
Inventors: Re Massimo Augusto Dal; Beneventi Giovanni Betti; Stefano Papi
Original assignee: Tenneco Inc
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-01

Description

DESCRIZIONE del modello di utilit? dal titolo: DESCRIPTION of the utility model? by title:

?Fili innovativi per bobine di accensione? ?Innovative wires for ignition coils?

TESTO DELLA DESCRIZIONE DESCRIPTION TEXT

La presente domanda rivendica la priorit? della domanda di brevetto di utilit? statunitense n. This application claims priority? of the utility patent application? US No.

15/459.753, depositata il 15 marzo 2017. 15/459.753, filed on March 15, 2017.

Sfondo del trovato Found background

Campo del trovato Found field

Il presente trovato ? relativo in generale a fili per bobine di accensione per gruppi di accensione, che includono gruppi di accensione convenzionali e gruppi di accensione a effetto corona, a metodi di fabbricazione di fili per bobine di accensione, e a gruppi di accensione comprendenti i fili per bobine di accensione. Documenti di riferimento in questo ambito comprendono, tra gli altri, EP 0984 469 A1 e US 2006/119460 A1. The present found ? relating generally to ignition coil wires for ignition assemblies, including conventional ignition assemblies and corona discharge ignition assemblies, methods of manufacturing ignition coil wires, and ignition assemblies comprising ignition coil wires . Reference documents in this area include, among others, EP 0984 469 A1 and US 2006/119460 A1.

Tecnica relativa Related technique

I gruppi di accensione a effetto corona per l?utilizzo in sistemi di accensione a scarica corona comprendono tipicamente un gruppo di bobina di accensione collegato ad un gruppo di estremit? di accensione a formare un singolo componente. Il gruppo di estremit? di accensione comprende un elettrodo centrale caricato ad un elevato potenziale elettrico a radiofrequenza per creare un forte campo elettrico a radiofrequenza in una camera di combustione. Il campo elettrico fa s? che una porzione di una miscela di combustibile e aria nella camera di combustione ionizzi e dia origine alla rottura del dielettrico, in tal modo facilitando la combustione della miscela combustibile-aria. Il campo elettrico ? preferibilmente controllato in maniera tale che la miscela combustibile-aria mantenga propriet? dielettriche e che avvenga la scarica per effetto corona, anche detta ?plasma non termico?. La porzione ionizzata della miscela combustibile-aria forma un fronte di fiamma che poi si autosostiene e brucia la porzione rimanente della miscela combustibile-aria. Il campo elettrico ? anche preferibilmente controllato in maniera tale che la miscela combustibile-aria non perda tutte le propriet? dielettriche, il che creerebbe plasma termico e un arco elettrico tra l?elettrodo e le pareti del cilindro, il pistone, o qualche altra porzione del blocco di accensione posti a massa. Corona ignition assemblies for use in corona discharge ignition systems typically include an ignition coil assembly connected to a terminal assembly. ignition to form a single component. The extremist group? ignition comprises a center electrode charged to a high radio frequency electric potential to create a strong radio frequency electric field in a combustion chamber. The electric field does s? that a portion of a fuel-air mixture in the combustion chamber ionizes and causes dielectric breakdown, thereby facilitating combustion of the fuel-air mixture. The electric field? preferably controlled in such a way that the fuel-air mixture maintains its properties? dielectrics and that the corona discharge occurs, also called ?non-thermal plasma?. The ionized portion of the fuel-air mixture forms a flame front which then becomes self-sustaining and burns the remaining portion of the fuel-air mixture. The electric field? also preferably controlled in such a way that the fuel-air mixture does not lose all the properties? dielectrics, which would create thermal plasma and an electric arc between the electrode and the grounded cylinder walls, piston, or some other portion of the ignition block.

I gruppi di accensione convenzionali comprendono anche un gruppo di bobina di accensione. In un sistema di accensione convenzionale, il gruppo di bobina di accensione pu? comprendere fili di rame per fornire il campo elettrico in frequenza ad alta tensione necessario per l?accensione del combustibile nella camera di combustione del motore. Tuttavia, la resistenza elettrica in corrente alternata dei fili (effetto pelle e effetti di prossimit?) possono influire negativamente sull?efficienza elettrica del sistema. Un?insufficiente dissipazione di calore pu? essere un ulteriore problema. Conventional ignition assemblies also include an ignition coil assembly. In a conventional ignition system, the ignition coil assembly can include copper wires to provide the high voltage frequency electric field needed to ignite the fuel in the engine?s combustion chamber. However, the AC electrical resistance of the wires (skin effect and proximity effects) can negatively affect the electrical efficiency of the system. An? Insufficient heat dissipation pu? be an additional problem.

Riassunto del trovato Summary of the invention

Un aspetto del trovato fornisce un filo per un gruppo di bobina di accensione che sia in grado di garantire ridotta resistenza elettrica in corrente alternata, migliore dissipazione di calore, migliore affidabilit?, e sufficiente supporto meccanico. Il filo comprende un nucleo di filo e un rivestimento applicato al nucleo di filo. Il nucleo di filo comprende un materiale a base di rame, e il rivestimento comprende almeno uno tra un materiale a base di carbonio, nanoparticelle magnetiche, ferro, nichel, e cobalto. One aspect of the invention provides a wire for an ignition coil assembly which provides reduced AC electrical resistance, improved heat dissipation, improved reliability, and sufficient mechanical support. The wire comprises a wire core and a coating applied to the wire core. The wire core comprises a copper-based material, and the cladding comprises at least one of a carbon-based material, magnetic nanoparticles, iron, nickel, and cobalt.

Un altro aspetto del trovato fornisce un procedimento di fabbricazione di un filo per un gruppo di bobina di accensione. Il procedimento comprende la fase di applicare un rivestimento a un nucleo di filo. Il nucleo di filo comprende un materiale a base di rame, e il rivestimento comprende almeno uno tra un materiale a base di carbonio, nanoparticelle magnetiche, ferro, nichel, e cobalto. Another aspect of the invention provides a method of manufacturing a wire for an ignition coil assembly. The method comprises the step of applying a coating to a wire core. The wire core comprises a copper-based material, and the cladding comprises at least one of a carbon-based material, magnetic nanoparticles, iron, nickel, and cobalt.

Ancora un ulteriore aspetto del trovato fornisce un gruppo di accensione a effetto corona comprendente un gruppo di bobina di accensione. Il gruppo di bobina di accensione comprende almeno un filo. Il filo comprende un rivestimento applicato a un nucleo di filo. Il nucleo di filo comprende un materiale a base di rame, e il rivestimento comprende almeno uno tra un materiale a base di carbonio, nanoparticelle magnetiche, ferro, nichel, e cobalto. Still a further aspect of the invention provides a corona ignition assembly including an ignition coil assembly. The ignition coil assembly includes at least one wire. The wire comprises a coating applied to a wire core. The wire core comprises a copper-based material, and the cladding comprises at least one of a carbon-based material, magnetic nanoparticles, iron, nickel, and cobalt.

Ancora un ulteriore aspetto del trovato fornisce un procedimento di fabbricazione di un gruppo di accensione a effetto corona comprendente un gruppo di bobina di accensione. Il procedimento comprende collegare il gruppo di bobina di accensione a un gruppo terminale di accensione. Il gruppo di bobina di accensione comprende almeno un filo, e il filo comprende un rivestimento applicato a un nucleo di filo. Il nucleo di filo comprende un materiale a base di rame, e il rivestimento comprende almeno uno tra un materiale a base di carbonio, nanoparticelle magnetiche, ferro, nichel, e cobalto. Still a further aspect of the invention provides a method of manufacturing a corona ignition assembly including an ignition coil assembly. The method comprises connecting the ignition coil assembly to an ignition terminal assembly. The ignition coil assembly comprises at least one wire, and the wire comprises a coating applied to a wire core. The wire core comprises a copper-based material, and the cladding comprises at least one of a carbon-based material, magnetic nanoparticles, iron, nickel, and cobalt.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Ulteriori vantaggi del presente trovato saranno immediatamente evidenti quando lo stesso risulter? meglio compreso con riferimento alla seguente descrizione dettagliata considerata in relazione ai disegni allegati in cui: Further advantages of the present invention will be immediately evident when the same results? best understood by reference to the following detailed description considered in connection with the accompanying drawings in which:

la Figura 1 ? una vista prospettica di un gruppo di accensione a effetto corona comprendente un gruppo di bobina di accensione collegato a un gruppo di estremit? di accensione secondo una forma di attuazione esemplificativa; Figure 1 ? a perspective view of a corona ignition assembly including an ignition coil assembly connected to a terminal assembly ignition according to an exemplary embodiment;

la Figura 2 ? una vista ingrandita in sezione trasversale di un nucleo magnetico, un supporto di bobina, e un filo avvolto intorno al supporto di bobina secondo una forma di attuazione esemplificativa; e Figure 2 ? an enlarged cross-sectional view of a magnetic core, a coil holder, and wire wrapped around the coil holder according to an exemplary embodiment; And

le Figure 3, 4A, 4B, 5A, e 5B sono viste in sezione di fili per gruppi bobina di accensione secondo forme di attuazione esemplificative. Figures 3, 4A, 4B, 5A, and 5B are sectional views of wires for ignition coil assemblies according to exemplary embodiments.

Descrizione dettagliata di forme di attuazione esemplificative Detailed description of exemplary embodiments

Un gruppo di accensione a effetto corona 20 atto a ricevere una tensione elevata a radiofrequenza e a distribuire un campo elettrico a radiofrequenza in una camera di combustione contenente una miscela di combustibile e gas per creare una scarica a corona ? mostrato, nel complesso, in Figura 1. Il gruppo di accensione a effetto corona 20 comprende un gruppo di bobina di accensione 22, un gruppo di estremit? di accensione 24, e un?estensione 26 che circonda e accoppia il gruppo di bobina di accensione 22 al gruppo di estremit? di accensione 24. Il gruppo di bobina di accensione 22 comprende almeno un filo 28 atto a ricevere energia da una sorgente elettrica a una prima tensione e a trasmettere l?energia al gruppo di estremit? di accensione 24 a una seconda tensione maggiore della prima tensione. Il filo 28 ? in grado di offrire una ridotta resistenza in corrente alternata e una migliore dissipazione di calore. Il filo 28 ? anche affidabile e offre un sufficiente supporto meccanico. A corona ignition unit 20 adapted to receive a high radio frequency voltage and distribute a radio frequency electric field in a combustion chamber containing a fuel-gas mixture to create a corona discharge? shown, as a whole, in FIG. 1 . The corona ignition assembly 20 includes an ignition coil assembly 22, a terminal assembly coil 24, and an extension 26 which surrounds and couples the ignition coil assembly 22 to the end assembly? coil assembly 24. The ignition coil assembly 22 includes at least one wire 28 adapted to receive energy from an electrical source at a first voltage and to transmit the energy to the end assembly? ignition switch 24 at a second voltage greater than the first voltage. The wire 28 ? offering low AC resistance and better heat dissipation. The wire 28 ? also reliable and offers sufficient mechanical support.

Il gruppo di bobina di accensione 22 pu? comprendere un singolo filo 28, come mostrato nelle figure, tipicamente avvolto e denominato ?avvolgimento?. In alternativa, il gruppo di bobina di accensione 22 pu? comprendere una pluralit? di fili 28, anche detti ?trefoli?. Per esempio, i fili 28 possono costituire un filo litz di qualunque tipo, il quale ? tipicamente formato da un fascio di fili pieni, o trefoli, isolati e intrecciati insieme. The ignition coil assembly 22 can? comprise a single wire 28, as shown in the figures, typically wound and referred to as a ?winding?. Alternatively, the ignition coil assembly 22 can understand a plurality of strands 28, also called ?strands?. For example, wires 28 may constitute a litz wire of any type, which ? typically formed from a bundle of solid wires, or strands, insulated and twisted together.

Nella forma di attuazione esemplificativa di Figura 2, il filo 28 del gruppo di bobina di accensione 22 circonda un asse centrale A del gruppo di accensione a effetto corona 20. In questa forma di attuazione, il filo 28 viene avvolto intorno ad un supporto di bobina 30 costituito da un materiale magnetico, e il supporto di bobina 30 circonda un nucleo magnetico 32. Tuttavia, il filo 28 potrebbe essere diritto. Inoltre, il nucleo magnetico 32 pu? o meno essere presente. Per esempio, ? possibile attuare il gruppo di bobina di accensione 22 a 1 MHz in assenza di nucleo magnetico 32. Inoltre, il filo 28 perfezionato pu? comportarsi come nucleo magnetico ?distribuito?, nel qual caso la presenza del nucleo magnetico 32 non ? conveniente. Ancora, a 1 MHz, il nucleo magnetico 32 pu? andare incontro a perdite dovute a correnti parassite e saturazione magnetica, e quindi pu? non essere desiderabile. Il gruppo di bobina di accensione 22 tipicamente comprende anche un alloggiamento di bobina 34 elettricamente conduttivo, come mostrato in Figura 1, che circonda il filo 28. Nella forma di attuazione esemplificativa, l?alloggiamento 34 ? sigillato e riempito di un materiale elettricamente isolante. In the exemplary embodiment of Figure 2 , the wire 28 of the ignition coil assembly 22 surrounds a central axis A of the corona ignition assembly 20. In this embodiment, the wire 28 is wound around a coil support 30 made of a magnetic material, and the coil holder 30 surrounds a magnetic core 32. However, the wire 28 could be straight. Also, the magnetic core 32 can? or not to be present. For example, ? It is possible to actuate the ignition coil assembly 22 at 1 MHz in the absence of the magnetic core 32. Also, the improved wire 28 can? behave as a ?distributed? magnetic core, in which case the presence of the magnetic core 32 is not ? cheap. Again, at 1 MHz, magnetic core 32 can meet losses due to eddy currents and magnetic saturation, and therefore pu? not be desirable. The ignition coil assembly 22 typically also includes an electrically conductive coil housing 34, as shown in Figure 1 , which surrounds the wire 28. In the exemplary embodiment, the housing 34 is an electrically conductive coil housing 34. sealed and filled with an electrically insulating material.

Il filo perfezionato per bobina di accensione 28 pu? essere progettato in molteplici modi diversi, tutti in grado di offrire ridotta resistenza elettrica in alternata e migliorata dissipazione di calore. Le Figure 3, 4A, 4B, 5A, e 5B mostrano sezioni trasversali del filo 28 della bobina di accensione secondo forme di attuazione esemplificative, che possono essere diritte o avvolte intorno all?asse centrale A. Ciascuna sezione trasversale mostrata pu? rappresentare un unico filo pieno dei fili 28, come ad esempio l?unico filo 28 diritto o avvolto del gruppo di bobina di accensione 22, oppure uno dei fili 28 o trefoli nel fascio che costituisce il filo litz. In ognuna delle forme di attuazione esemplificative, il filo 28 comprende un nucleo di filo 36 che include un materiale a base di rame. Il nucleo di filo 36 tipicamente ? costituito interamente dal materiale a base di rame, e il materiale a base di rame ? tipicamente rame o una lega di rame. Nelle forme di attuazione esemplificative, il nucleo di filo 36 ha un diametro variabile da 1?m a 10 mm. Improved Ignition Coil Wire 28 can? be designed in many different ways, all of which offer reduced AC electrical resistance and improved heat dissipation. Figures 3, 4A, 4B, 5A, and 5B show cross sections of ignition coil wire 28 in exemplary embodiments, which may be straight or wound about central axis A. represent a single solid wire of the wires 28, such as the single straight or coiled wire 28 of the ignition coil assembly 22, or one of the wires 28 or strands in the bundle constituting the litz wire. In each of the exemplary embodiments, wire 28 comprises a wire core 36 which includes a copper-based material. Wire core 36 typically ? made entirely of the copper-based material, and the copper-based material ? typically copper or a copper alloy. In exemplary embodiments, the wire core 36 has a diameter ranging from 1 µm to 10 mm.

Il filo 28 del gruppo di bobina di accensione 22 comprende anche un rivestimento 38 applicato al nucleo di filo 36. Il rivestimento 38 tipicamente comprende, o consiste di, almeno uno tra un materiale a base di carbonio e nanoparticelle magnetiche o un materiale a base di nanoparticelle magnetiche. Il materiale a base di carbonio pu? comprendere, o consistere di, grafene e/o nanotubi di carbonio. ? possibile utilizzare sia nanotubi a parete singola che nanotubi a parete multipla. Secondo una forma di attuazione esemplificativa, il materiale a base di nanoparticelle magnetiche comprende grafene e ossido ferroso-ferrico (Fe3O4), o ossido di grafene. Le nanoparticelle magnetiche possono essere nanoparticelle superparamagnetiche. Le nanoparticelle magnetiche o il materiale a base di nanoparticelle magnetiche possono/pu? aumentare l?induttanza del gruppo di bobina di accensione 22 quando il filo 28 viene avvolto a formare un avvolgimento. The wire 28 of the ignition coil assembly 22 also includes a coating 38 applied to the wire core 36. The coating 38 typically comprises, or consists of, at least one of a carbon-based magnetic nanoparticle material or a carbon-based material. magnetic nanoparticles. The carbon-based material can comprise, or consist of, graphene and/or carbon nanotubes. ? It is possible to use both single-walled and multi-walled nanotubes. According to an exemplary embodiment, the magnetic nanoparticle-based material comprises graphene and ferrous-ferric oxide (Fe3O4), or graphene oxide. Magnetic nanoparticles can be superparamagnetic nanoparticles. Magnetic nanoparticles or magnetic nanoparticle material can/can? increase the inductance of the ignition coil assembly 22 as the wire 28 is wound into a winding.

Secondo un?altra forma di attuazione, il rivestimento 38 comprende, o consiste di, ferro, nichel, e/o cobalto. Questi materiali magnetici conduttivi possono essere applicati come placcatura sul nucleo di filo 36 e possono essere utilizzati da soli o insieme al materiale a base di carbonio e/o alle nanoparticelle magnetiche oppure al materiale a base di nanoparticelle magnetiche. Il rivestimento 38 comprende tipicamente anche un materiale isolante, quale uno smalto. In another embodiment, the coating 38 comprises or consists of iron, nickel, and/or cobalt. These conductive magnetic materials can be applied as a plating onto the wire core 36 and can be used alone or in conjunction with the carbon-based material and/or the magnetic nanoparticles or the magnetic nanoparticle-based material. The coating 38 typically also includes an insulating material, such as an enamel.

Il rivestimento 38 pu? comprendere un singolo strato, ma tipicamente comprende una pluralit? di strati 40, 42, 44, come mostrato in Figure 3, 4A, 4B, 5A, e 5B. Per esempio, uno degli strati 40, 42, 44 del rivestimento 38 pu? comprendere o consistere del materiale a base di carbonio o del materiale a base di nanoparticelle magnetiche, e un altro degli strati 40, 42, 44 del rivestimento 38 pu? comprendere o consistere del materiale isolante. Tipicamente, almeno uno degli strati 40, 42, 44 comprende grafene e/o nanotubi di carbonio, e/o almeno uno degli strati 40, 42, 44 comprende il materiale a base di nanoparticelle magnetiche. Nelle forme di attuazione esemplificative, ciascuno degli strati 40, 42, 44 del rivestimento 38 ha uno spessore variabile da 10 nm a 1 mm. Coating 38 can? encompass a single layer, but typically includes a plurality of of layers 40, 42, 44, as shown in Figures 3 , 4A, 4B, 5A, and 5B. For example, one of the layers 40, 42, 44 of the coating 38 can comprise or consist of the carbon-based material or the magnetic nanoparticle-based material, and another of the layers 40, 42, 44 of the coating 38 may comprise or consist of insulating material. Typically, at least one of the layers 40, 42, 44 comprises graphene and/or carbon nanotubes, and/or at least one of the layers 40, 42, 44 comprises the magnetic nanoparticle material. In the exemplary embodiments, each of the layers 40, 42, 44 of the coating 38 has a thickness ranging from 10 nm to 1 mm.

Nella forma di attuazione esemplificativa mostrata in Figura 3, il rivestimento 38 del filo 28 comprende un primo strato 40 che include grafene e/o nanotubi di carbonio disposto direttamente sul nucleo di filo 36, e un secondo strato 42 che include il materiale isolante disposto direttamente sul primo strato 40, all?esterno del primo strato 40. In questo esempio, il materiale isolante ? smalto. Questo tipo di filo 28 pu? essere denominato ?filo ibrido? (hybrid wire). Il filo 28 di Figura 3 pu? offrire maggiore conducibilit? elettrica e termica, in tal modo riducendo la resistenza in alternata del filo 28 e permettendo una migliore dissipazione di calore rispetto ai fili di rame convenzionali. In the exemplary embodiment shown in Figure 3 , the coating 38 of the wire 28 comprises a first layer 40 which includes graphene and/or carbon nanotubes disposed directly on the wire core 36, and a second layer 42 which includes the insulating material disposed directly on the first layer 40, outside the first layer 40. In this example, the insulating material is? enamel. This type of wire 28 pu? be referred to as a ?hybrid yarn? (hybrid wires). The wire 28 of Figure 3 can? offer greater conductivity? electrical and thermal, thereby reducing the AC resistance of the wire 28 and permitting better heat dissipation than conventional copper wires.

Nella forma di attuazione esemplificativa di Figura 4a, il primo strato 40 comprende il materiale isolante ed ? disposto direttamente sul nucleo di filo 36. Il secondo strato 42 del rivestimento 38 comprende il materiale a base di nanoparticelle magnetiche ed ? disposto direttamente sul primo strato 40, all?esterno di detto primo strato 40. Nella forma di attuazione esemplificativa di Figura 4b, il primo strato 40 comprende il materiale a base di nanoparticelle magnetiche ed ? disposto direttamente sul nucleo di filo 36. Il secondo strato 42 del rivestimento 38 comprende il materiale isolante ed ? disposto direttamente sul primo strato 40, all?esterno del primo strato 40. In questi esempi, il materiale isolante ? smalto. Ciascuno dei due fili 28 delle Figure 4a e 4b pu? essere denominato ?filo placcato nanomagnetico? (nanomagnetoplated wire). I fili 28 delle Figure 4a e 4b possono offrire un?induttanza aumentata, agendo come nucleo magnetico ?distribuito? lungo il gruppo di bobina di accensione 22. Il filo 28 delle Figure 4a e 4b pu? anche ridurre la penetrazione del campo magnetico all?interno del nucleo di filo 36 di rame, limitando quindi gli effetti di prossimit? tra fili adiacenti, in tal modo riducendo la resistenza elettrica in alternata. In the exemplary embodiment of Figure 4a , the first layer 40 comprises the insulating material and ? disposed directly on the core of wire 36. The second layer 42 of the coating 38 comprises the material based on magnetic nanoparticles and is disposed directly on the first layer 40, outside said first layer 40. In the exemplary embodiment of Figure 4b, the first layer 40 comprises the material based on magnetic nanoparticles and ? placed directly on the core of wire 36. The second layer 42 of the coating 38 comprises the insulating material and is disposed directly on the first layer 40, outside the first layer 40. In these examples, the insulating material is? enamel. Each of the two wires 28 of Figures 4a and 4b can be named ?nanomagnetic plated wire? (nanomagnetoplated wire). The wires 28 of Figures 4a and 4b can offer an increased inductance, acting as a ?distributed? along the ignition coil assembly 22. The wire 28 of Figures 4a and 4b can? also reduce the penetration of the magnetic field inside the core of copper wire 36, thus limiting the effects of proximity? between adjacent wires, thereby reducing the AC electrical resistance.

Nella forma di attuazione esemplificativa di Figura 5a, il primo strato 40 comprende grafene e/o nanotubi di carbonio ed ? disposto direttamente sul nucleo di filo 36. Il secondo strato 42 del rivestimento 38 comprende il materiale isolante ed ? disposto direttamente sul primo strato 40, all?esterno del primo strato 40. In questa forma di attuazione, il rivestimento 38 comprende inoltre un terzo strato 44 che include il materiale a base di nanoparticelle magnetiche disposte direttamente sul secondo strato 42, all?esterno del secondo strato 42. Nella forma di attuazione di Figura 5b, il primo strato 40 comprende grafene e/o nanotubi di carbonio ed ? disposto direttamente sul nucleo di filo 36. Il secondo strato 42 comprende il materiale a base di nanoparticelle magnetiche ed ? disposto direttamente sul primo strato 40, all?esterno del primo strato 40. Il terzo strato 44 comprende il materiale isolante ed ? disposto direttamente sul secondo strato 42, all?esterno del secondo strato 42. In questi esempi, il materiale isolante ? smalto. Ciascuno dei due fili 28 delle Figure 5a e 5b pu? essere denominato ?filo placcato ibrido nanomagnetico? (hybrid-nanomagnetoplated wire). I fili 28 delle Figure 5a e 6b comprendono una combinazione di materiali di rivestimento per aumentare sia l?induttanza, sia la conducibilit? elettrica, sia la conducibilit? termica. Si osserva che se il materiale a base di nanoparticelle magnetiche ? un buon isolante (ad esempio ma non esclusivamente ossido di grafene con inclusioni di Fe3O4) nei disegni delle Figure 5a e 5b, la funzione di isolante pu? essere esercitata dal materiale a base di nanoparticelle magnetiche, e lo strato di smalto isolante pu? essere rimosso. Il materiale isolante a base di nanoparticelle magnetiche pu? ridurre ulteriormente le correnti parassite nel filo 28 avvolto rispetto a un rivestimento magnetico convenzionale (esempio nichel), offrendo in tal modo inferiore resistenza in alternata e quindi migliori prestazioni. In the exemplary embodiment of Figure 5a, the first layer 40 comprises graphene and/or carbon nanotubes and ? placed directly on the core of wire 36. The second layer 42 of the coating 38 comprises the insulating material and is arranged directly on the first layer 40, outside the first layer 40. In this embodiment, the coating 38 further comprises a third layer 44 which includes the material based on magnetic nanoparticles arranged directly on the second layer 42, outside the second layer 42. In the embodiment of Figure 5b, the first layer 40 comprises graphene and/or carbon nanotubes and ? disposed directly on the core of wire 36. The second layer 42 comprises the material based on magnetic nanoparticles and is arranged directly on the first layer 40, outside the first layer 40. The third layer 44 comprises the insulating material and is? disposed directly on the second layer 42, outside the second layer 42. In these examples, the insulating material is? enamel. Each of the two wires 28 of Figures 5a and 5b can be named ?hybrid nanomagnetic clad wire? (hybrid-nanomagnetoplated wire). The wires 28 of Figures 5a and 6b include a combination of coating materials to increase both inductance and conductivity. electricity, both the conductivity? thermal. It is observed that if the material based on magnetic nanoparticles ? a good insulator (for example but not exclusively graphene oxide with Fe3O4 inclusions) in the drawings of Figures 5a and 5b, the function of insulator can? be exerted by the magnetic nanoparticle-based material, and the insulating enamel layer can? be removed. The insulating material based on magnetic nanoparticles can further reduce the parasitic currents in the wound wire 28 with respect to a conventional magnetic coating (for example nickel), thus offering lower AC resistance and therefore better performance.

Come discusso in precedenza, il filo 28 del gruppo di bobina di accensione 22 pu? comprendere un filo singolo, come mostrato nelle forme di attuazione esemplificative. In alternativa, il gruppo di bobina di accensione 22 pu? includere una pluralit? di fili 28, ciascuno comprendente il nucleo di filo 36 e il rivestimento 38 descritto sopra. Per esempio, il filo 28 mostrato nelle forme di attuazione esemplificative pu? essere utilizzato come uno dei trefoli di un filo litz. As previously discussed, wire 28 of ignition coil assembly 22 may comprising a single wire, as shown in exemplary embodiments. Alternatively, the ignition coil assembly 22 can include a plurality? of wires 28, each including wire core 36 and cladding 38 described above. For example, the wire 28 shown in the exemplary embodiments can be used as one of the strands of a litz wire.

Come mostrato in Figura 1, il gruppo di bobina di accensione 22 comprendente l?almeno un filo 28 ? collegato al gruppo di estremit? di accensione 24 tramite l?estensione 26, che tipicamente comprende un tubo metallico. Nella forma di attuazione esemplificativa, il gruppo di estremit? di accensione 24 comprende un elettrodo centrale (non mostrato) che si estende lungo l?asse centrale A per ricevere energia dal gruppo di bobina di accensione 22 e distribuire l?energia in forma di un campo elettrico a radiofrequenza in una camera di combustione in modo da accendere una miscela di combustibile e aria. Nella forma di attuazione esemplificativa, l?elettrodo centrale comprende un puntale di accensione 44 avente una pluralit? di punte che presentano un?estremit? terminale dell?elettrodo centrale. Il gruppo di estremit? di accensione 24 comprende inoltre un isolatore 46, tipicamente costituito da un materiale ceramico, disposto intorno all?elettrodo centrale. In questa forma di attuazione, il gruppo di estremit? di accensione 24 comprende un guscio 48 realizzato di metallo disposto intorno all?isolatore 46. L?estensione 26 tipicamente collega il guscio 48 del gruppo di estremit? di accensione 24 all?alloggiamento di bobina 34 del gruppo di bobina di accensione 22. Si fa presente che la rappresentazione di Figura 1 costituisce solo un esempio. Il gruppo di bobina di accensione 22, l?estensione 26, e il gruppo di estremit? di accensione 24 possono essere progettati in ulteriori svariati modi in cui il gruppo di bobina di accensione 22 contiene il filo 28 di bobina perfezionato. As shown in FIG. 1, the ignition coil assembly 22 including the at least one wire 28? connected to the extremity group? ignition switch 24 via extension 26, which typically comprises a metal tube. In the exemplary embodiment, the end group? ignition coil 24 includes a center electrode (not shown) extending along the central axis A for receiving energy from the ignition coil assembly 22 and distributing the energy in the form of a radio frequency electric field in a combustion chamber in a manner to ignite a mixture of fuel and air. In the exemplary embodiment, the center electrode includes an ignition tip 44 having a plurality of electrodes. of tips that have a? extremity? central electrode terminal. The extremist group? ignition switch 24 further comprises an insulator 46, typically made of a ceramic material, disposed around the central electrode. In this embodiment, the extremity group? ignition coil 24 includes a shell 48 made of metal disposed around insulator 46. Extension 26 typically connects shell 48 of the terminal assembly to coil 24 to the coil housing 34 of the ignition coil assembly 22. It should be noted that the representation of FIG. 1 is an example only. The ignition coil assembly 22, the extension 26, and the end assembly coils 24 may be designed in a further variety of ways in which the ignition coil assembly 22 contains the improved coil wire 28.

Un altro aspetto del trovato fornisce un procedimento di fabbricazione del filo 28 qui descritto, il quale comprende la fase di applicare il rivestimento 38 al nucleo di filo 36. Ancora un ulteriore aspetto del trovato fornisce un procedimento di fabbricazione del gruppo di accensione a effetto corona 20 descritto sopra, il quale comprende la fase di collegare il gruppo di bobina di accensione 22 contenente l?almeno un filo 28 al gruppo di estremit? di accensione 24. Another aspect of the invention provides a process for manufacturing the wire 28 described herein, which comprises the step of applying the coating 38 to the core of wire 36. Yet another aspect of the invention provides a process for manufacturing the corona ignition assembly 20 described above, which comprises the step of connecting the ignition coil assembly 22 containing the at least one wire 28 to the end assembly? ignition switch 24.

Numerose modifiche e varianti del presente trovato sono possibili alla luce degli insegnamenti di cui sopra, e la realizzazione pu? variare rispetto a quanto specificatamente descritto senza per questo uscire dalla portata delle rivendicazioni. Si contempla anche la possibilit? di combinare tra loro tutte le caratteristiche di tutte le rivendicazioni e di tutte le forme di attuazione, purch? tali combinazioni non siano in contraddizione tra loro. Numerous modifications and variations of the present invention are possible in the light of the above teachings, and the embodiment can vary with respect to what is specifically described without thereby departing from the scope of the claims. We also contemplate the possibility to combine all the characteristics of all the claims and of all the embodiments, as long as? such combinations do not contradict each other.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Filo (28) per un gruppo di bobina di accensione (22), comprendente:1. Wire (28) for an ignition coil assembly (22), comprising:

un nucleo di filo (36) che include un materiale a base di rame, ea wire core (36) including a copper-based material, e

un rivestimento (38) applicato a detto nucleo di filo (36), detto rivestimento (38) comprendendo un materiale a base di carbonio,a coating (38) applied to said wire core (36), said coating (38) comprising a carbon-based material,

il filo (28) essendo caratterizzato dal fatto che detto rivestimento (38) comprende una pluralit? di strati (40, 42, 44), detto materiale a base di carbonio comprende grafene e/o nanotubi di carbonio, e almeno uno di detti strati (40, 42, 44) comprende detto grafene e/o detti nanotubi di carbonio.the wire (28) being characterized in that said coating (38) comprises a plurality of layers (40, 42, 44), said carbon-based material comprises graphene and/or carbon nanotubes, and at least one of said layers (40, 42, 44) comprises said graphene and/or said carbon nanotubes.

2. Filo (28) secondo la rivendicazione 1, in cui detto rivestimento (38) comprende inoltre almeno uno tra nanoparticelle magnetiche, ferro, nichel, e cobalto.The wire (28) according to claim 1, wherein said coating (38) further comprises at least one of magnetic nanoparticles, iron, nickel, and cobalt.

3. Filo (28) secondo la rivendicazione 1, in cui detta pluralit? di strati (40, 42, 44) comprende un primo strato (40) comprendente detto grafene e/o detti nanotubi di carbonio disposto su detto nucleo di filo, e un secondo strato (42) comprendente un materiale isolante disposto all?esterno di detto primo strato (40).3. Thread (28) according to claim 1, wherein said plurality? of layers (40, 42, 44) comprises a first layer (40) comprising said graphene and/or said carbon nanotubes disposed on said wire core, and a second layer (42) comprising an insulating material disposed outside said first layer (40).

4. Filo (28) secondo la rivendicazione 2, in cui almeno uno di detti strati (40, 42, 44) comprende dette nanoparticelle magnetiche.The wire (28) according to claim 2, wherein at least one of said layers (40, 42, 44) comprises said magnetic nanoparticles.

5. Filo (28) secondo la rivendicazione 4, in cui detta pluralit? di strati (40, 42, 44) include un primo strato (40) comprendente un materiale isolante disposto su detto nucleo di filo (36), e detta pluralit? di strati (40, 42, 44) include un secondo strato (42) comprendente dette nanoparticelle magnetiche disposto all?esterno di detto primo strato (40).5. Wire (28) according to claim 4, wherein said plurality? of layers (40, 42, 44) includes a first layer (40) comprising an insulating material disposed on said core of wire (36), and said plurality of layers (40, 42, 44) includes a second layer (42) comprising said magnetic nanoparticles arranged outside said first layer (40).

6. Filo (28) secondo la rivendicazione 4, in cui detta pluralit? di strati (40, 42, 44) include un primo strato (40) comprendente dette nanoparticelle magnetiche disposto su detto nucleo di filo (36), e detta pluralit? di strati (40, 42, 44) include un secondo strato (42) comprendente un materiale isolante disposto all?esterno di detto primo strato (40). 6. Thread (28) according to claim 4, wherein said plurality? of layers (40, 42, 44) includes a first layer (40) comprising said magnetic nanoparticles arranged on said wire core (36), and said plurality of layers (40, 42, 44) includes a second layer (42) comprising an insulating material arranged outside said first layer (40).

7. Filo (28) secondo la rivendicazione 2, in cui detta pluralit? di strati (40, 42, 44) include un primo strato (40) comprendente detto grafene e/o detti nanotubi di carbonio disposto su detto nucleo di filo (36), un secondo strato (42) comprendente un materiale isolante disposto all?esterno di detto primo strato (40), e un terzo strato (44) comprendente dette nanoparticelle magnetiche disposto all?esterno di detto secondo strato (42).7. Thread (28) according to claim 2, wherein said plurality? of layers (40, 42, 44) includes a first layer (40) comprising said graphene and/or said carbon nanotubes disposed on said wire core (36), a second layer (42) comprising an insulating material disposed on the outside of said first layer (40), and a third layer (44) comprising said magnetic nanoparticles disposed on the outside of said second layer (42).

8. Filo (28) secondo la rivendicazione 2, in cui detta pluralit? di strati (40, 42, 44) include un primo strato (40) comprendente detto grafene e/o detti nanotubi di carbonio disposto su detto nucleo di filo, un secondo strato (42) comprendente dette nanoparticelle magnetiche disposto all?esterno di detto primo strato (40), e un terzo strato (44) comprendente un materiale isolante disposto all?esterno di detto secondo strato (42).8. Thread (28) according to claim 2, wherein said plurality? of layers (40, 42, 44) includes a first layer (40) comprising said graphene and/or said carbon nanotubes disposed on said wire core, a second layer (42) comprising said magnetic nanoparticles disposed outside said first layer (40), and a third layer (44) comprising an insulating material placed outside said second layer (42).

9. Filo (28) secondo la rivendicazione 2, in cui detto rivestimento (38) comprende dette nanoparticelle magnetiche, e dette nanoparticelle magnetiche comprendono grafene e ossido ferrosoferrico (Fe3O4). The wire (28) according to claim 2, wherein said coating (38) comprises said magnetic nanoparticles, and said magnetic nanoparticles comprise graphene and ferrous iron oxide (Fe3O4).

10. Filo (28) secondo la rivendicazione 2, in cui detto nucleo di filo (36) consiste di un materiale a base di rame atto a ricevere energia da una sorgente elettrica a una prima tensione e a trasmettere l?energia a detto gruppo di estremit? di accensione (24) ad una seconda tensione maggiore di detta prima tensione,The wire (28) according to claim 2, wherein said wire core (36) consists of a copper-based material adapted to receive energy from an electrical source at a first voltage and to transmit the energy to said group of ends ? ignition switch (24) at a second voltage greater than said first voltage,

detto materiale a base di rame consiste di rame o una lega di rame,said copper-based material consists of copper or a copper alloy,

detto nucleo di filo (36) ha un diametro che varia da 1 ?m a 10 mm,said core of wire (36) has a diameter ranging from 1 µm to 10 mm,

detto rivestimento (38) include una pluralit? di strati (40, 42, 44) comprendente almeno un primo strato (40) e un secondo strato (42),said coating (38) includes a plurality? of layers (40, 42, 44) comprising at least a first layer (40) and a second layer (42),

detto materiale a base di carbonio comprende grafene e/o nanotubi di carbonio,said carbon-based material comprises graphene and/or carbon nanotubes,

detto primo strato (40) di detto rivestimento (38) comprende detto grafene e/o detti nanotubi di carbonio oppure detto primo strato (40) di detto rivestimento comprende nanoparticelle magnetiche, detto secondo strato (42) di detto rivestimento (38) comprende un materiale isolante,said first layer (40) of said coating (38) comprises said graphene and/or said carbon nanotubes or said first layer (40) of said coating comprises magnetic nanoparticles, said second layer (42) of said coating (38) comprises a insulating material,

detto materiale isolante di detto rivestimento (38) comprende smalto, e said insulating material of said coating (38) comprises enamel, e

ciascuno di detti strati (40, 42, 44) di detto rivestimento (38) ha uno spessore che varia da 10 nm a 1 mm.each of said layers (40, 42, 44) of said coating (38) has a thickness ranging from 10 nm to 1 mm.

11. Gruppo di accensione a effetto corona (20), comprendente un gruppo di bobina di accensione (22) che include almeno un filo (28) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10.Corona ignition assembly (20), comprising an ignition coil assembly (22) including at least one wire (28) according to any one of claims 1 to 10.

12. Gruppo di accensione a effetto corona (20) secondo la rivendicazione 11, in cui detto gruppo di bobina di accensione (22) comprende un supporto di bobina (30) realizzato di un materiale magnetico, e detto filo (28) viene avvolto intorno a detto supporto di bobina (30).The corona ignition assembly (20) according to claim 11, wherein said ignition coil assembly (22) comprises a coil holder (30) made of a magnetic material, and said wire (28) is wound around to said coil support (30).

13. Gruppo di accensione a effetto corona (20) secondo la rivendicazione 11, in cui detto filo (28) di detto gruppo di bobina di accensione (22) circonda un asse centrale (A),The corona ignition assembly (20) according to claim 11, wherein said wire (28) of said ignition coil assembly (22) surrounds a central axis (A),

detto nucleo di filo (36) consiste di detto materiale a base di rame, che riceve energia da una sorgente elettrica a una prima tensione e trasmette l?energia a detto gruppo di estremit? di accensione (24) a una seconda tensione maggiore della prima tensione,said wire core (36) consists of said copper-based material, which receives energy from an electrical source at a first voltage and transmits the energy to said group of ends? ignition switch (24) at a second voltage greater than the first voltage,

detto primo strato (40) di detto rivestimento (38) comprende detto grafene e/o detti nanotubi di carbonio, oppure detto primo strato (40) di detto rivestimento comprende nanoparticelle magnetiche, detto secondo strato (42) di detto rivestimento (38) comprende un materiale isolante,said first layer (40) of said coating (38) comprises said graphene and/or said carbon nanotubes, or said first layer (40) of said coating comprises magnetic nanoparticles, said second layer (42) of said coating (38) comprises an insulating material,

detto materiale isolante di detto rivestimento (38) comprende smalto,said insulating material of said coating (38) comprises enamel,

ciascuno di detti strati (40, 42, 44) di detto rivestimento (38) ha uno spessore che varia da 10 nm a 1 mm,each of said layers (40, 42, 44) of said coating (38) has a thickness ranging from 10 nm to 1 mm,

detto gruppo di bobina di accensione (22) comprende un supporto di bobina (30) costituito da un materiale magnetico, said ignition coil assembly (22) comprises a coil support (30) made of a magnetic material,

detto filo (28) viene avvolto intorno a detto supporto di bobina (30),said wire (28) is wound around said reel support (30),

detto supporto di bobina (30) circonda opzionalmente un nucleo magnetico (32),said coil support (30) optionally surrounds a magnetic core (32),

detto gruppo di bobina di accensione (22) comprende un alloggiamento di bobina (34) che circonda detta bobina e detto supporto di bobina (30),said ignition coil assembly (22) comprises a coil housing (34) surrounding said coil and said coil holder (30),

detto alloggiamento (34) ? sigillato e riempito di un materiale elettricamente isolante,said housing (34) ? sealed and filled with an electrically insulating material,

detto gruppo di estremit? di accensione (24) comprende un elettrodo centrale che si estende lungo detto asse centrale (A) per ricevere l?energia da detta bobina e distribuire l?energia in forma di campo elettrico a radiofrequenza in una camera di combustione per accendere una miscela di combustibile e aria,said group of extremities? ignition (24) comprises a central electrode extending along said central axis (A) to receive energy from said coil and distribute the energy in the form of a radio frequency electric field in a combustion chamber to ignite a fuel mixture and air,

detto elettrodo centrale comprende un puntale di accensione avente una pluralit? di punte che presentano un?estremit? terminale di detto elettrodo centrale,said center electrode comprises an ignition tip having a plurality? of tips that have a? extremity? terminal of said central electrode,

detto gruppo di estremit? di accensione (24) comprende un isolatore (46) costituito da un materiale ceramico disposto intorno a detto elettrodo centrale, said group of extremities? ignition switch (24) comprises an insulator (46) made of a ceramic material arranged around said central electrode,

detto gruppo di estremit? di accensione (24) comprende un guscio (48) realizzato di metallo disposto intorno a detto isolatore (46), esaid group of extremities? ignition switch (24) comprises a shell (48) made of metal arranged around said insulator (46), e

un tubo metallico collega detto guscio (48) di detto gruppo di estremit? di accensione (24) a detto alloggiamento di bobina (34) di detto gruppo di bobina di accensione (22). a metal tube connects said shell (48) of said group of ends? coil (24) to said coil housing (34) of said ignition coil assembly (22).