BUJÍA DE ENCENDIDO DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

La invención concierne a una bujía de encendido conforme al concepto general de la reivindicación 1. Se conoce dicho tipo de bujías del estado actual de la técnica, por ejemplo de JP-A-2007 035570. El objetivo de la invención es simplificar la fabricación de dicho tipo de bujías, en particular en el sentido de evitar componentes complejos y complicados de producir y que las bujías estén compuestas de piezas fáciles de fabricar. Esto es especialmente importante para la producción a gran escala. Además, las características eléctricas de dichas bujías deberán al menos corresponderse con las de las bujías comparables o incluso superarlas. También deberá garantizarse una alimentación eléctrica óptima de los distintos electrodos de masa. Además, una bujía conforme a la invención deberá poderse constituir como bujía de antecámara de precombustión o de cámara de turbulencia. Finalmente, se pretende optimizar las propiedades de encendido y la conductividad térmica de los electrodos de encendido a fin de conseguir una mejor resistencia a la corrosión en caliente. Estos objetivos se consiguen con una bujía del tipo mencionado al principio, con las características detalladas en la reivindicación 1. La disposición de los electrodos de masa sobre su propio soporte garantiza una alimentación eléctrica uniforme a los electrodos de masa, sin ningún tipo de derivación de corriente, por ejemplo a través de una antecámara o una cámara de turbulencia que esté en contacto directo con los electrodos de masa. Puesto que el portaelectrodos de masa está dispuesto a cierta distancia de la superficie de la pared interior de la cámara, es decir, de una antecámara o de una cámara de turbulencia, los electrodos de masa y su soporte representan un sistema independiente del elemento de pared de la cámara. Esto permite reajustar fácilmente los electrodos, y por lo tanto se puede corregir el desgaste de los electrodos que se produce en servicio. Debido a la posibilidad de producir el soporte y los electrodos de masa en particular formando un componente de una sola pieza, las ventajas de fabricación son considerables. Además, gracias a que los electrodos de masa se pueden fabricar como componente unitario y puesto que entre el portaelectrodos de masa y la pared interior de la antecámara o la cámara de turbulencia hay una distancia, se logra una mejor conductividad térmica de los electrodos de encendido a la carcasa de la bujía. La forma especial de los electrodos de masa y el modo de aplicación de una aleación de metal noble proporcionan más ventajas en el sentido de que mejoran la capacidad de encendido. Se consigue una fabricación especialmente sencilla junto con una estructura estable de la bujía mediante la forma especial del portaelectrodos de masa. El portaelectrodos de masa, que presenta una sección transversal en forma de anillo cilíndrico, puede ajustarse con facilidad a una distancia perimetral constante respecto a la superficie interior del elemento de pared de la cámara de turbulencia o la antecámara, de modo que se obtienen condiciones definidas en cuanto a combustión y conducción de corriente. Además, se simplifican la estructura y el montaje de la bujía, ya que el portaelectrodos de masa en forma de anillo cilíndrico y la cámara de turbulencia, que también presenta una sección en forma de anillo cilíndrico, o la antecámara, se pueden colocar fácilmente y fijar sobre la carcasa de la bujía. El portaelectrodos de masa puede estar constituido con rosca en la superficie de su pared interior o también presentar una superficie lisa, y lo mismo es aplicable a una cámara de turbulencia o una antecámara. O bien se atornillan el portaelectrodos de masa o la cámara de turbulencia o la antecámara en los respectivos resaltes que sobresalen de la carcasa de la bujía y, en caso necesario, se fijan en su posición por soldadura, o bien se insertan estos componentes en la carcasa de la bujía a ser posible con un alojamiento exacto y se fijan en su posición, en particular mediante soldadura. Las características de la reivindicación 2 revelan un electrodo de masa de fácil fabricación. Si entre el elemento de pared de una antecámara o de una cámara de turbulencia y el portaelectrodos de masa se inserta un anillo cilíndrico metálico o cerámico, la transmisión térmica del portaelectrodos de masa a la cámara de turbulencia o a la antecámara resultante es buena. Los materiales cerámicos permiten un aislamiento eléctrico entre la antecámara o la cámara de turbulencia y el portaelectrodos de masa, al tiempo que la disipación del calor del portaelectrodos de masa a la carcasa de la bujía es buena a través del anillo cilíndrico y la antecámara o la cámara de turbulencia. Asimismo, una bujía de dicha estructura puede fabricarse con facilidad. En primer lugar, se posiciona debidamente o suelda el portaelectrodos de masa en su resalte. A continuación se desliza el anillo cilíndrico sobre el portaelectrodos de masa. Después se coloca la cámara con su elemento de pared en forma de anillo cilíndrico sobre el resalte previsto en la carcasa de la bujía, es decir, se inserta o se atornilla y/o se fija mediante soldadura. En la superficie de la parad interior de la antecámara o la cámara de turbulencia puede estar constituido al menos un talón que fija el anillo cilíndrico en su posición. En servicio es ventajoso que el portaelectrodos de masa, el anillo cilíndrico y la antecámara o la cámara de turbulencia sean adyacentes entre sí, a fin de garantizar un buen transporte del calor y/o una buena conducción de corriente. Las características de la reivindicación 4 ofrecen ventajas en cuanto al funcionamiento de la bujía. Las características relativas a que en la pared de la cámara están constituidos al menos un hueco de barrido u orificio, preferentemente con una sección transversal, para el paso de la mezcla de combustible y aire y/o al menos un hueco preferentemente en forma de ranura para la liberación de al menos las zonas de los extremos del lado de la cámara de combustión de los electrodos de masa digitiformes, constituidos enfrente de la respectiva zona de los extremos, contribuyen a una mejor 2 ES 2 366 009 T3 combustión y a una buena evacuación del calor. Resulta ventajoso que el portaelectrodos lleve uno, tres o cinco electrodos de masa y/o que los electrodos de masa estén distribuidos en el portaelectrodos a distancias equidistantes entre sí en torno al electrodo central y/o que cada uno de los electrodos de masa digitiformes que parten del portaelectrodos de masa posea en diagonal a su extensión longitudinal al menos parcialmente una sección transversal rectangular o en forma de segmento de anillo cilíndrico. Los portaelectrodos de masa son fáciles de fabricar o bien dan como resultado buenas propiedades de combustión. Contribuye a un buen rendimiento de combustión de la bujía que al menos uno o cada uno de el/los electrodo(s) de masa parta del soporte en forma de dedo y que su zona del extremo del lado de la cámara de combustión se extienda en paralelo al eje longitudinal y/o a la zona de la superficie vuelta del electrodo central y/o que la ranura de encendido esté constituida entre las zonas de las superficies de los electrodos de masa y del electrodo central opuestas entre sí que se extienden en paralelo al eje longitudinal. Se consiguen una estructura simple de la bujía conforme a la invención y un ensamblaje rápido, en el que se pueden respetar sin dificultad las correspondientes tolerancias, cuando está previsto que en los resaltes finales dispuestos concéntricamente esté constituida respectivamente una rosca exterior y, en la superficie de la pared interior del elemento de pared de la cámara y en la superficie de la pared interior del soporte, respectivamente una rosca interior adaptada a la respectiva rosca exterior y/o que el portaelectrodos de masa y el elemento de pared en forma de anillo cilíndrico de la cámara estén dispuestos concéntricamente entre sí manteniendo la distancia prevista y/o que el elemento de pared cilíndrico y el soporte estén insertados en el correspondiente resalte y fijados ahí mediante soldadura. La carcasa de la bujía se puede fabricar con la precisión necesaria sin demasiado esfuerzo. Mediante la correspondiente fabricación exacta del portaelectrodos de masa y de la antecámara o la cámara de turbulencia es posible mantener con exactitud las distancias entre el portaelectrodos de masa y la antecámara o la cámara de turbulencia en todo el perímetro de la bujía. Es ventajoso en cuanto a las propiedades de encendido y al comportamiento térmico de la bujía que la distancia entre la superficie exterior del portaelectrodos de masa y el elemento de pared de la cámara sea menor que el espesor del elemento de pared de la cámara y/o que el espesor del portaelectrodos de masa... [Seguir leyendo]

1.- Bujía de encendido de un motor de combustión interna, en particular para su aplicación en motores Otto a gas, con una carcasa de bujía (2), preferentemente de una sola pieza, soportada por un cuerpo aislante (1), así como un electrodo central (3) en forma de varilla o con varios dedos y al menos un electrodo de masa (4), estando el electrodo central (3) y el al menos un electrodo de masa (4) rodeados por una cámara, en particular una antecámara (5a) o una cámara de turbulencia (5b), soportada por la carcasa de bujía (2), o situados dentro de dicha cámara (5a, 5b), presentando un elemento de pared (8) cercano a la carcasa de la cámara de turbulencia (5b), abierta por el lado de la cámara de combustión, o un elemento de pared (8) próximo a la carcasa de la antecámara (5a), que rodea el electrodo central (3), y el al menos un electrodo de masa (4) una sección transversal circular, o estando constituidos respectivamente por un anillo circular, presentando el al menos un electrodo de masa (4) como base un soporte (6) fijado o dispuesto en la carcasa de bujía (2) y partiendo dicho electrodo de masa (4) de dicho soporte (6) y estando dispuestos este portaelectrodos de masa (6) y cada uno de los electrodos de masa (4) digitiformes que parten de él a una distancia (21) de la superficie de la pared interior (7, 19) de la cámara (5a, 5b), caracterizada por que - el portaelectrodos de masa (6) presenta una sección transversal circular, visto en dirección perpendicular respecto al eje longitudinal de la bujía, o está formado por un anillo cilíndrico, - en la carcasa de la bujía (2) están constituidos dos resaltes finales (17, 18) cilíndricos situados concéntricamente, de los cuales el resalte final (17) situado en el interior sobresale, dado el caso, con respecto al resalte final (18) situado en el exterior en dirección a la cámara de combustión y - el portaelectrodos de masa (6) está colocado, insertado o atornillado y/o dado el caso fijado por soldadura de puntos o de costura sobre el resalte final (17) situado en el interior, y sobre el resalte final (18) situado en el exterior, el elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b). 2.- Bujía según la reivindicación 1, caracterizada por que el al menos un electrodo de masa (4) y su soporte (6) están constituidos de una pieza o unidos entre sí por soldadura. 3.- Bujía según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que entre el elemento de pared (8) y el portaelectrodos de masa (6) está colocado un anillo cilíndrico (50) metálico y/o de buena conducción térmica, el cual, en particular durante el funcionamiento de la bujía, hace contacto con la superficie de la pared interior (19) del elemento de pared (8) y con la superficie exterior (52) del portaelectrodos de masa (6). 4.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizada por que el elemento de pared (8) cilíndrico de la antecámara (5a) soporta por el lado de la cámara de combustión una pared final (9), preferentemente plana o en forma de cúpula, que limita o cierra el espacio interior de la antecámara (5a, o está constituida formando una sola pieza con el elemento de pared (8), estando constituidos en el elemento de pared (8) y/o en la pared final (9) huecos de paso (10) para permitir el paso de chorros de gas encendidos. 5.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizada por que el portaelectrodos de masa (6) soporta uno, tres o cinco electrodos de masa (4) y/o por que los electrodos de masa (4) están dispuestos sobre el portaelectrodos de masa (6) a distancias equidistantes entre sí en torno al electrodo central (3) y/o por que cada uno de los electrodos de masa (4) digitiformes que parten del portaelectrodos de masa (6) presenta al menos en algunas partes una sección rectangular o en forma de segmento de anillo cilíndrico en diagonal a su extensión longitudinal. 6.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizada por que el al menos uno o cada uno de los electrodos de masa (4) parte(n) del soporte (6) en forma de dedo y su zona del extremo (11) del lado de la cámara de combustión discurre en paralelo al eje longitudinal (A) y/o a la zona de superficie (12) vuelta del electrodo central (3) y/o por que la ranura de encendido (13) está constituida entre las zonas de superficie (12, 14) opuestas entre sí del electrodo de masa (4) y del electrodo central (3) que discurren en paralelo al eje longitudinal (A). 7.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizada por que en el elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b) están constituidos al menos un hueco de barrido u orificio (15), que presenta preferentemente una sección transversal circular, para el paso de mezcla de combustible y aire y/o al menos un hueco constituido preferentemente en forma de ranura (16) para la liberación de al menos las zonas de los extremos (11) del lado de la cámara de combustión de los electrodos de masa (4) digitiformes, situados enfrente de la respectiva zona final (11). 8.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizada por que en los resaltes finales (17, 18) dispuestos concéntricamente está constituida respectivamente una rosca exterior y, en la superficie de la pared interior (19) del elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b) y en la superficie de la pared interior (20) del soporte (6), respectivamente una rosca interior adaptada a la correspondiente rosca exterior y/o por que el portaelectrodos de masa 9 ES 2 366 009 T3 (6) y el elemento de pared (8) en forma de anillo cilíndrico de la cámara (5a, 5b) están dispuestos concéntricamente entre sí manteniendo una distancia (21) predeterminada y/o por que el elemento de pared (8) cilíndrico y el soporte (6) están insertados en el correspondiente resalte (17, 18) y fijados ahí mediante soldadura. 9.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizada por que la distancia (21) entre la superficie exterior del portaelectrodos de masa (6) y el elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b) es menor que el espesor (22) del elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b) y/o por que el espesor (23) del portaelectrodos de masa (6) es entre tres y quince veces mayor, preferentemente entre cinco y diez veces mayor, que el espesor de la ranura de encendido (13) y/o por que la distancia (21) entre la superficie de la pared exterior (29) del portaelectrodos de masa (6) y la superficie de la pared interior (7) de la cámara (5a, 5b) equivale a entre el 50 y 200 % del espesor de la ranura de encendido (13). 10.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 9, caracterizada por que en zonas perimetrales o en protuberancias limitadas localmente o en zonas de superficies (12) orientadas radialmente hacia afuera del electrodo central (3) y/o en la superficie (26) vuelta hacia el electrodo central (3) del respectivo electrodo de masa (4) digitiforme o en las protuberancias (48) constituidas en esta superficie (26), se aplica o se recarga por fusión o se une por soldadura una aleación de metal noble (24) en tiras colocadas unas junto a otras o, dado el caso, superpuestas, o al menos una plaquita de una aleación de metal noble. 11.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 10, caracterizada por que el electrodo central (3) está constituido en forma de un componente compacto o en forma de un receptáculo tubular (28) relleno de un material de elevada conductividad térmica y, dado el caso, colocado en el electrodo central de base (3a) y soldado una o varias veces con éste perimetralmente. 12.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 11, caracterizada por que el extremo del lado de la cámara de combustión del elemento de pared (8) de una cámara de turbulencia (5b) sobresale con respecto al extremo del lado de la cámara de combustión del electrodo central (3) y/o respecto a los electrodos de masa (4) y/o por que en el elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b) está constituida una ranura (16) enfrente de cada electrodo de masa (4), que discurre en paralelo al electrodo de masa (4), dado el caso abierta hacia el extremo del lado de la cámara de combustión del elemento de pared (8), que deja libre el acceso a la zona del extremo (11) del electrodo de masa (4). 13.- Bujía según una de las reivindicaciones de la 1 a la 12, caracterizada por que el elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b) y el soporte (6) están conectados eléctricamente con la carcasa de bujía (2) y/o por que cada electrodo de masa (4) digitiforme está curvado (51) desde su soporte (6) en dirección al electrodo central (3) y, tras otra curvatura (30), discurre en una dirección casi paralela al electrodo central (3) y/o por que el elemento de pared (8) de la cámara (5a, 5b), la camisa (28) y/o el al menos un electrodo de masa (4) con su soporte (6) están hechos de una aleación a base de níquel y/o acero fino resistente a altas temperaturas y/o aleaciones de metal resistentes a la corrosión en caliente y de buena conductividad térmica, y/o por que la antecámara (5a, 5b) [sic] está hecha de latón. ES 2 366 009 T3 11 ES 2 366 009 T3 12 ES 2 366 009 T3 13 ES 2 366 009 T3 14 ES 2 366 009 T3 ES 2 366 009 T3 16 ES 2 366 009 T3 17 ES 2 366 009 T3 18