FR2894397A1 - Bougie d'allumage requerant une tension de decharge faible et presentant une capacite d'autonettoyage elevee - Google Patents

Abstract

Une bougie d'allumage inclut une douille métallique (2), un isolant (3) retenu dans la douille métallique (2), une électrode centrale (4) fixée dans l'isolant (3) et une électrode de masse (5). L'électrode centrale (4) inclut un élément de base (41) et un élément fin (42) plus fin que l'élément de base (41). L'électrode de masse (5) inclut un élément de base (51) fixé au corps de bouchon de valve métallique (2) et un élément en saillie (52) qui fait saillie à partir de l'élément de base (51) et a une surface d'extrémité avec une bordure intérieure et extérieure. Lorsque l'isolant (3) est propre, des étincelles d'allumage peuvent être déchargées entre l'élément fin (42) et la bordure intérieure. Lorsque l'isolant (3) est encrassé de carbone, des étincelles d'allumage peuvent être déchargées entre l'élément de base et la bordure extérieure afin d'autonettoyer l'isolant (3).

Description

BOUGIE D'ALLUMAGE REQUERANT UNE TENSION DE DECHARGE FAIBLE ET PRESENTANT

UNE CAPACITE D'AUTONETTOYAGE ELEVEE

La présente invention concerne en général des bougies d'allumage pour une utilisation dans des moteurs à combustion interne de voitures et de systèmes de cogénération. Plus particulièrement, l'invention concerne une bougie d'allumage pour un moteur à combustion interne qui peut produire des décharges par étincelles avec une tension de décharge faible et qui présente une capacité d'autonettoyage excellente. Une bougie d'allumage conventionnelle pour un moteur à combustion interne dans une voiture ou un système de cogénération présente une structure globalement similaire à la structure de la bougie évoluée 9 représentée sur la figure 19, mais plus simple notamment du fait qu'elle ne comprend pas comme la bougie 9 un élément en saillie 952 sur l'électrode de masse 95. Comme la bougie d'allumage évoluée 9, une bougie d'allumage conventionnelle inclut un isolant 92, une électrode centrale 93, une douille métallique filetée 94 et une électrode de masse 95. L'électrode centrale 93 est fixée dans l'isolant 92. L'isolant 92 est retenu dans la douille métallique filetée 94 de manière à ce qu'une extrémité 921 de celui-ci fasse saillie à partir de la douille métallique filetée 94. L'électrode de masse 95 est fixée à la douille métallique filetée 94 et fait face à l'électrode centrale 93 avec un certain écartement inter électrodes 91 dans la direction longitudinale Z û Z de la bougie d'allumage 9. Dans des conditions normales d'utilisation de la bougie d'allumage, des étincelles d'allumage peuvent être déchargées à travers l'écartement inter électrodes en appliquant une tension de décharge (c'est-à-dire la tension requise pour produire des décharges par étincelles) entre les électrodes centrale et de masse. Cependant, lorsque la surface de l'isolant est encrassée de carbone qui est électriquement conducteur, la résistance d'isolement entre les électrodes centrale et de masse est diminuée, rendant ainsi difficile la production par la bougie d'allumage de décharges par étincelles à travers l'écartement inter électrodes. Par conséquent, il est souhaitable que la bougie d'allumage présente une capacité d'autonettoyage afin de nettoyer la surface de l'isolant en brûlant le carbone qui s'est déposé sur la surface.

Afin de procurer une telle capacité d'autonettoyage à une bougie d'allumage conventionnelle, selon une approche présentée dans la première publication du brevet japonais N 2004-6250 ou dans la publication ultérieure de la demande de brevet correspondant en Europe EP1353423A2, la structure de la bougie conventionnelle est modifiée pour correspondre à la bougie évoluée 9 représentée sur la figure 19, de façon notamment à ce que l'électrode de masse 95 comporte un élément en saillie 952. En outre, l'électrode centrale 93 est configurée de manière à inclure un élément de base 931 et un élément fin 932. L'élément de base 931 est logé dans un alésage central 923 de l'isolant 92 et a une extrémité 933 qui est positionnée à l'intérieur de l'alésage central 923 à proximité de l'extrémité 921 de l'isolant 92. L'élément fin 932 est plus fin que l'élément de base 931 et est connecté à l'extrémité 933 de l'élément de base 931. Avec une telle configuration, lorsque la surface de l'isolant 92 est propre, des décharges par étincelles A peuvent être produites entre l'élément fin 932 de l'électrode centrale 93 et un élément en saillie 952 de l'électrode de masse 95. D'autre part, lorsque la surface de l'isolant 92 est encrassée de carbone, des décharges par étincelles B peuvent être produites entre l'élément de base 931 de l'électrode centrale 93 et l'élément en saillie 952 de l'électrode de masse 95. Les décharges par étincelles B passent sur la surface intérieure 924 de l'isolant 92 définissant l'alésage central 923, brûlant ainsi le carbone qui s'est déposé sur la surface intérieure 924. Par conséquent, la bougie d'allumage 9 peut être autonettoyée. Néanmoins, avec la configuration de la bougie évoluée 9 mentionnée ci-dessus en rapport avec la figure 19, il y a une contradiction entre l'amélioration de la capacité d'autonettoyage et la réduction de la tension de décharge de la bougie d'allumage 9, comme expliqué dans ce qui suit en rapport avec tes figures 20 et 21. Plus spécifiquement, au cours de ces dernières années, des moteurs à injection directe et des moteurs à compression élevée ont été développés afin de répondre à l'exigence d'amélioration d'économie de carburant. Dans les moteurs à injection directe, il est difficile pour le carburant de s'évaporer en raison de l'injection directe de celui-ci dans les chambres de combustion. Ainsi, lorsque une bougie d'allumage est utilisée dans un moteur à injection directe, il est facile pour le carbone de se déposer sur la surface de l'isolant.

Par conséquent, une bougie d'allumage telle que la bougie évoluée 9 mentionnée ci-dessus doit présenter une capacité d'autonettoyage élevée. Afin de répondre à l'exigence mentionnée ci-dessus, en faisant référence à la figure 20, il est nécessaire qu'une bordure d'extrémité 953 de l'élément en saillie 952 de l'électrode de masse 95 soit disposée aussi proche que possible de la surface intérieure 924 de l'isolant 92. Cependant, cet agencement a, en même temps, pour conséquence que la bordure d'extrémité 953 s'éloigne d'une bordure d'extrémité 934 de l'élément fin 932 de l'électrode centrale 93, augmentant ainsi la tension de décharge de la bougie d'allumage 9.

D'autre part, lorsque la bougie d'allumage 9 est utilisée dans un moteur à compression élevée, la tension de décharge de la bougie d'allumage 9 augmente facilement en raison de la pression de compression élevée. L'augmentation de la tension de décharge de la bougie d'allumage 9 peut entraîner une rupture diélectrique de l'isolant 92. Par conséquent, il est nécessaire de réduire la tension de décharge de la bougie d'allumage 9. Afin de répondre à l'exigence de réduction mentionnée ci-dessus, en faisant référence à la figure 21, il est nécessaire que la bordure d'extrémité 953 de l'élément en saillie 952 de l'électrode de masse 95 soit disposée aussi proche que possible de la bordure d'extrémité 934 de l'élément fin 932 de l'électrode centrale 93. Cependant, cet agencement peut avoir, en même temps, pour conséquence que la bordure d'extrémité 953 s'éloigne de la surface intérieure 924 de l'isolant 92, diminuant ainsi la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage 9. La présente invention a été réalisée en tenant compte des circonstances mentionnées ci-dessus.

Par conséquent, un premier objectif de la présente invention est de fournir une bougie d'allumage pour un moteur à combustion interne qui présente une structure améliorée permettant à la bougie d'allumage de produire des décharges par étincelles avec une tension de décharge faible tout en garantissant une capacité d'autonettoyage excellente de la bougie d'allumage.

Une bougie d'allumage selon la présente invention pour un moteur à combustion interne comprend une douille métallique, un isolant, une électrode centrale et une électrode de masse.

L'isolant est retenu dans la douille métallique. L'isolant a une extrémité, laquelle fait saillie à partir de la douille métallique, et un alésage qui s'étend dans une direction longitudinale de l'isolant et s'ouvre au niveau de l'extrémité de l'isolant pour former une bordure intérieure de l'isolant.

L'électrode centrale inclut un élément de base et un élément fin. L'élément de base est logé dans l'alésage de l'isolant et a une extrémité qui est positionnée à l'intérieur de l'alésage de l'isolant. L'élément fin est plus fin que l'élément de base et est joint à l'extrémité de l'élément de base. L'élément fin a un axe et une bordure d'extrémité qui se trouve à une distance donnée éloignée de l'extrémité de l'élément de base dans la direction axiale de l'élément fin. L'électrode de masse inclut un élément de base fixé à la douille métallique et un élément en saillie joint à l'élément de base. L'élément en saillie fait saillie à partir d'une surface de l'élément de base et a une surface d'extrémité qui fait sensiblement face à l'élément fin de l'électrode centrale avec un certain écartement inter- électrodes. La surface d'extrémité de l'élément en saillie a une bordure intérieure et extérieure. La bordure intérieure est positionnée plus proche de l'axe de l'élément fin de l'électrode centrale que la bordure extérieure. Dans la bougie d'allumage, les relations dimensionnelles suivantes sont spécifiées 0,7xR3<R1, 0,5xR45R25_ 1,2xR4, LG1<1,2xL, Gl <G2+H, et G2 / G1 < 1,5, dans lesquelles, RI est une distance entre l'axe de l'élément fin de l'électrode centrale et la bordure intérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse dans la direction radiale de l' élément fin, R2 est une distance entre l'axe de l'élément fin de l'électrode centrale et la bordure extérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse dans la direction 30 radiale de l'élément fin, R3 est le rayon du bord d'extrémité de l'élément fin de l'électrode centrale, R4 est le rayon de l'alésage de l'isolant à d'extrémité de l'isolant, G1 est la distance minimale entre la bordure d'extrémité de l'élément fin de l'électrode centrale et la bordure intérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse, G2 est la distance minimale entre la bordure intérieure de l'isolant et la bordure extérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse, L est l'écartement inter-électrodes, c'est-à-dire la distance entre l'élément fin de l'électrode centrale et l'élément en saillie de l'électrode de masse dans la direction axiale de l'élément fin, et H est la distance entre l'extrémité de l'élément de base de l'électrode centrale et l'extrémité de l'isolant dans la direction axiale de l'élément fin de l'électrode centrale. Avec la configuration mentionnée ci-dessus, il est possible de disposer la bordure intérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse proche de la bordure d'extrémité de l'élément fin de l'électrode centrale tout en disposant la bordure extérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse proche de la bordure intérieure de l'isolant. En conséquence, il devient facile pour la bougie d'allumage de décharger des étincelles d'allumage, lorsque la surface de l'isolant est propre, entre la bordure intérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse et la bordure d'extrémité de l'élément fin de l'électrode centrale. De plus, il devient également facile pour la bougie d'allumage de décharger des étincelles d'allumage, lorsque la surface de l'isolant est encrassée de carbone, entre la bordure extérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse et l'élément de base de l'électrode centrale via la surface intérieure de l'isolant définissant l'alésage de l'isolant.

En outre, grâce à la spécification des relations dimensionnelles 0,7 x R3 < RI et L < G1 < 1,2 x L, il devient possible de disposer la bordure intérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse suffisamment proche de la bordure d'extrémité de l'élément fin de l'électrode centrale, permettant ainsi à la bougie d'allumage de décharger des étincelles d'allumage avec une tension de décharge suffisamment faible. De plus, grâce à la spécification de la relation dimensionnelle 0,5 x R4 < R2 < 1,2 x R4, il devient possible de disposer la bordure extérieure de l'élément en saillie de l'électrode de masse suffisamment proche de la bordure intérieure de l'isolant, permettant ainsi à la bougie d'allumage d'autonettoyer de manière fiable la surface de l'isolant lorsqu'elle est encrassée de carbone. En outre, grâce à la spécification des relations dimensionnelles de GI < G2 + H et G2 / G1 < 1,5, il devient possible à la bougie d'allumage de décharger de manière fiable des étincelles d'allumage, lorsque la surface de l'isolant est propre, avec une tension de décharge faible entre l'élément fin de l'électrode centrale et l'élément en saillie de l'électrode de masse tout en empêchant les décharges par étincelles entre l'élément de base de l'électrode centrale et l'élément en saillie de l'électrode de masse.

Par conséquent, la bougie d'allumage selon l'invention peut produire de manière fiable des décharges par étincelles avec une tension de décharge suffisamment faible tout en garantissant une capacité d'autonettoyage excellente de celle-ci. De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément en 15 saillie de l'électrode de masse occupe une gamme d'écart angulaire d'au moins 120 autour de l'axe de l'élément fin de l'électrode centrale. Il est préférable que dans la bougie d'allumage selon la présente invention, les relations 0,7 x R3 <_ R2 et 0,5 x R4 <_ RI <_ 1,2 X R4 soient vérifiées. De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément en 20 saillie de l'électrode de masse a une forme tubulaire pour former la bordure intérieure au niveau de la circonférence intérieure de la surface d'extrémité de l'élément en saillie et la bordure extérieure au niveau de la circonférence extérieure de la surface d'extrémité de l'élément en saillie. Dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément de base de l'électrode de 25 masse et/ou l'élément en saillie de l'électrode de masse peuvent chacun être divisés en plusieurs parties séparées. Dans pareil cas où l'élément de base ou l'élément en saillie de l'électrode de masse est formé par plusieurs parties séparées, il revient au même de considérer que l'électrode de masse inclut plusieurs éléments de base ou plusieurs éléments en saillie, chaque dite partie séparée étant alors considérée comme 30 un élément à part entière. En d'autres termes, l'électrode de masse inclut au moins un élément en saillie ayant une surface d'extrémité qui fait sensiblement face à l'élément fin de l'électrode centrale avec un certain écartement inter-électrodes et a une bordure extérieure et une bordure intérieure qui est positionnée plus proche de l'axe de l'élément fin de l'électrode centrale que la bordure extérieure. Plus particulièrement, l'élément en saillie de l'électrode de masse peut être divisé en deux parties séparées qui sont positionnées symétriquement autour de l'axe de l'élément fin de l'électrode centrale. De plus, l'élément de base de l'électrode de masse peut aussi est divisé en deux parties séparées espacées dle 180 l'une de l'autre dans la direction circonférentielle de la douille métallique, chaque partie de l'élément de base portant une partie de l'élément en saillie. II est préférable que dans la bougie d'allumage selon l'invention, la relation 10 G2 / G1 < 1,3 soit vérifiée. Il est également préférable que dans la bougie d'allumage selon l'invention, la relation 0,5 x H < (R4 ù R3) soit vérifiée. Il est également préférable que dans la bougie d'allumage selon l'invention, la relation 0,1 mm < (R2 ù R1) < 0,5 mm soit vérifiée. 15 De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément en saillie de l'électrode de masse fait saillie d'au moins 0,3 mm à partir de la surface de l'élément de base de l'électrode de masse. Dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément de base de l'électrode centrale peut avoir une partie d'extrémité qui est plus épaisse que l'élément fin de 20 l'électrode centrale et plus fine que l'alésage de l'isolant et inclut l'extrémité de l'élément de base auquel l'élément fin est joint. De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément fin de l'électrode centrale est constitué d'un métal noble, a une section perpendiculaire à l'axe de celui-ci dans une plage de 0,07 à 1,13 mm2 et fait saillie de 0,3 à 1,5 mm à 25 partir de l'extrémité de l'élément de base de l'électrode centrale. Il est préférable que le métal noble mentionné ci-dessus soit un alliage à base d'Ir qui contient de l'Ir dans une quantité non inférieure â 50 % en poids et au moins un adjuvant et ait un point de fusion supérieur ou égal à 2 000 "C. En outre, l'adjuvant mentionné ci-dessus est de préférence sélectionné dans le 30 groupe comprenant les éléments suivants : Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Re, Al, Al2O3, Y et Y2O3. De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément en saillie de l'électrode de masse est constitué d'un alliage à base de Pt qui contient du Pt dans une quantité supérieure ou égale à 50 % en poids et au moins un adjuvant et a un point de fusion supérieur ou égal à 1 500 C. En outre, l'adjuvant mentionné ci-dessus contenu dans l'alliage à base de Pt est de préférence sélectionné dans le groupe comprenant les éléments suivants : Ir, 5 Rh, Ni, W, Pd, Ru et Re. De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, l'élément fin de l'électrode centrale fait saillie à partir de l'extrémité de l'isolant. La présente invention sera mieux comprise à partir de la description détaillée donnée ci-après et à partir des dessins joints des modes de réalisation préférés de 10 l'invention, qui, néanmoins, ne doivent pas être considérés comme limitant l'invention aux modes de réalisation spécifiques mais sont donnés à titres d'explication et de compréhension uniquement. Sur les dessins joints : la figure 1 est une vue latérale en coupe partielle montrant une partie 15 d'extrémité d'une bougie d'allumage selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe d'un élément en saillie d'une électrode de masse de la bougie d'allumage de la figure 1 ; la figure 3 est une vue latérale en coupe partielle illustrant des paramètres 20 dimensionnels dans la bougie d'allumage de la figure 1 ; la figure 4 est une vue schématique illustrant deux décharges par étincelles souhaitables différentes effectuées dans la bougie d'allumage de la figure 1 ; la figure 5 est une vue schématique illustrant une décharge par étincelles non souhaitable effectuée dans la bougie d'allumage de la figure 1 ; 25 la figure 6 est une vue latérale en coupe partielle montrant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 est une vue en coupe d'un élément en saillie d'une électrode de masse d'une bougie d'allumage selon le troisième mode de réalisation de l'invention ; 30 la figure 8 est une vue en coupe d'un élément en saillie d'une électrode de masse d'une bougie d'allumage selon le quatrième mode de réalisation de l'invention ; les figures 9A1 ù 9D2 sont des vues en coupe illustrant diverses formes qu'un élément en saillie d'une électrode de masse d'une bougie d'allumage selon l'invention peut prendre ; la figure 10 est une vue latérale en coupe partielle montrant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage selon le sixième mode de réalisation de l'invention, l'élément en saillie de l'électrode de masse étant divisé en deux parties séparées; la figure 11 est une vue en coupe de l'élément en saillie de l'électrode de masse de la bougie d'allumage de la figure 10 ; la figure 12 est une vue latérale en coupe partielle illustrant des paramètres dimensionnels dans la bougie d'allumage de la figure 10 ; la figure 13 est une vue latérale en coupe partielle montrant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage selon le septième mode de réalisation de l'invention, l'élément de base de l'électrode de masse étant divisé en deux parties séparées ; la figure 14A est une représentation graphique montrant la relation entre le paramètre dimensionnel R1 et le rapport de réduction de tension de décharge Vr dans la bougie d'allumage de la figure 1 ; la figure 14B est une représentation graphique montrant la relation entre les paramètres dimensionnels R1 et G1 dans la bougie d'allumage de la figure 1 ; la figure 15 est une vue latérale en coupe partielle montrant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage échantillon testée au cours de l'expérience 4 de l'invention ; la figure 16 est une représentation graphique montrant la relation entre le 25 paramètre R2 et le rapport Ni d'augmentation des étincelles d'allumage de surface dans la bougie d'allumage de la figure 1 ; la figure 17 est une représentation graphique montrant la relation entre le paramètre G2 / Gl et la résistance d'isolement dans la bougie d'allumage de la figure 1; 30 la figure 18 est une représentation graphique montrant la relation entre la gamme d'écart angulaire a et la résistance d'isolement dans la bougie d'allumage de la figure 7 ; la figure 19 est une vue latérale en coupe partielle montrant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage conventionnelle évoluée ; et les figures 20 et 21 sont des vues latérales en coupe partielles illustrant la contradiction entre l'amélioration de la capacité d'autonettoyage et la réduction de la tension de décharge de la bougie d'allumage conventionnelle évoluée de la figure 19. Les modes de réalisation préférés de la présente invention vont être décrits ci-après en faisant référence aux figures 1 à 18. Il convient de noter que, à des fins de clarté et de compréhension, les composants identiques ayant des fonctions identiques dans différents modes de réalisation de l'invention ont été indiqués, lorsque cela a été possible, par les mêmes numéros de référence sur chacune des figures. La figure 1 montre la structure générale d'une bougie d'allumage 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention. La bougie d'allumage 1 est conçue pour une utilisation dans un moteur à combustion interne d'une voiture ou d'un système de cogénération. Plus spécifiquement, la bougie d'allumage 1 est conçue pour allumer le mélange air / carburant à l'intérieur d'une chambre de combustion du moteur. Comme représenté sur la figure 1, la bougie d'allumage 1 inclut une douille métallique 2, un isolant 3, une électrode centrale 4 et une électrode de masse 5.

La douille métallique 2 a une partie filetée mâle 21 sur une périphérie extérieure de celle-ci, par laquelle la bougie d'allumage 1 doit être installée dans la chambre de combustion du moteur. La douille métallique 2 est constitué d'un matériau métallique conducteur, tel que de l'acier à faible teneur en carbone. L'isolant 3 est retenu dans la douille métallique 2 de sorte qu'une extrémité 31 de celui-ci fasse saillie à partir de la douille métallique 2. L'isolant 3 a un alésage 32 central qui s'étend dans la direction axiale de l'isolant 3 et s'ouvre au niveau de l'extrémité 31 pour former une bordure intérieure 321 de l'isolant 3. L'isolant 3 est constitué d'une céramique, telle que l'alumine (Al2O3). L'électrode centrale 4 est fixée dans l'alésage 32 de l'isolant 3, de sorte qu'eIle soit électriquement isolée de la douille métallique 2. L'électrode centrale 4 inclut un élément de base 41 et un élément fin 42.

L'élément de base 41 est logé dans l'alésage 2 de l'isolant 3 et a une extrémité 43 qui est positionnée à l'intérieur de l'alésage 32 à proximité de l'extrémité 31 de l'isolant 3. L'élément de base 41 peut être constitué d'un matériau métallique ayant une conductibilité thermique très élevée tel que le Cu en tant que matériau du coeur et d'un matériau métallique ayant une résistance à la chaleur et une résistance à la corrosion très élevées tel qu'un alliage à base de Ni en tant que matériau de gainage. L'élément fin 42 est plus fin que l'élément de base 41 et a une forme cylindrique. L'élément fin 42 est joint à l'extrémité 43 de l'élément de base 41 au moyen, par exemple, d'un soudage au laser. L'élément fin 42 fait saillie à partir de l'extrémité 31 de l'isolant 3, de sorte qu'une bordure d'extrémité 421 de l'élément fin 42 soit positionnée à l'extérieur de l'alésage 32 de l'isolant 3. L'élément fin 42 est constitué, de préférence, d'un alliage à base d'Ir qui contient de l'Ir dans une quantité supérieure ou égale à 50 % en poids et au moins un adjuvant et a un point de fusion supérieur ou égal à 2 000 "C. L'adjuvant est, de préférence, sélectionné dans le groupe comprenant les éléments suivants : Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Re, Al, Al2O3, Y et Y203. L'électrode de masse 5 inclut un élément de base 51 et un élément en saillie 52.

L'élément de base 51 a une forme en L et est constitué, par exemple, d'un alliage à base de Ni. L'élément de base 51 a une partie d'extrémité de base 51a fixée à la douille métallique 2 et une partie d'extrémité de pointe 51b alignée avec l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 dans la direction axiale de l'élément fin 42. L'élément en saillie 52 est joint à la partie d'extrémité de pointe 51b de l'élément de base 51 au moyen, par exemple, d'un soudage au laser de manière à ce que l'élément en saillie 52 fasse face sensiblement à l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 avec un certain écartement inter-électrodes G dans la direction axiale de l'élément fin 42. En faisant en outre référence à la figure 2, l'élément en saillie 52 est profilé dans un tube cylindrique et a une surface d'extrémité annulaire 520 faisant face à l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4. L'élément en saillie 52 a par conséquent une bordure intérieure circulaire 521 formée au niveau de la circonférence intérieure de la surface d'extrémité annulaire 520 et une bordure extérieure circulaire 522 formée au niveau de la circonférence extérieure de la surface d'extrémité annulaire 520. L'élément en saillie 52 est positionné par rapport à l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 de manière à ce que l'axe (non représenté) de l'élément en saillie 52 coïncide avec l'axe M de l'élément fin 42. Par conséquent, l'élément en saillie 52 occupe une gamme d'écart angulaire de 360 autour de l'axe M de l'élément fin 42 et la bordure intérieure 521 est plus proche de l'axe M que la bordure extérieure 522. L'élément en saillie 52 est constitué, de préférence, d'un alliage à base de Pt qui contient du Pt dans une quantité supérieure ou égale à 50 % en poids et au moins un adjuvant et a un point de fusion supérieure ou égale à 1 500 C. L'adjuvant est, de préférence, sélectionné dans le groupe comprenant les éléments suivants : Ir, Rh, Ni, W, Pd, Ru et Re. Après avoir décrit la structure générale de la bougie d'allumage 1, les relations dimensionnelles, qui sont critiques pour les performances de la bougie d'allumage 1, vont être décrites ci-après en faisant référence à la figure 3. Dans la bougie d'allumage 1, les relations dimensionnelles suivantes sont satisfaites : 0,7xR35RI,et 0,5xR4<R25 1,2xR4, dans lesquelles, RI est la distance entre l'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 dans la direction radiale de l'élément fin 42, R2 est la distance entre l'axe M et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 dans la direction radiale, R3 est le rayon du bord d'extrémité de l'élément fin de l'électrode centrale, et R4 est le rayon de l'alésage 32 de l'isolant 3 au niveau de l'extrémité 31 de l'isolant 3. Dans la bougie d'allumage 1, les relations dimensionnelles suivantes sont également satisfaites : L<G1<1,2xL, G1 <G2+H, et G2 / Gl 5 1,5, dans lesquelles, GI est la distance minimale entre la bordure d'extrémité 421 de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5, G2 est la distance minimale entre labordure intérieure 321 de l'isolant 3 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52, L est la distance entre l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 dans la direction axiale de l'élément fin 42, et H est la distance entre l'extrémité 43 de l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 et l'extrémité 31 de l'isolant 3 dans la direction axiale de l'élément fin 42. En outre, dans la bougie d'allumage 1, les relations dimensionnelles suivantes sont de préférence satisfaites : 0,7xR3<ûR2; 0,5xR45_R151,2xR4; G2 / Gl 1,3 ; 0,5 x H <_ (R4 û R3) ; et 0,1 mm < _ (R2 û R1) 0,5 mm. De plus, dans la bougie d'allumage 1, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 fait saillie d'au moins 0,3 mm à partir de la surface de la partie d'extrémité de pointe 51b de l'élément de base 51. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 a une section perpendiculaire à son axe M dans une plage de 0,07 à 1,13 mm2 et une hauteur de saillie K, qui représente la distance entre la bordure d'extrémité 421 de l'élément fin 42 et l'extrémité 43 de l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 dans la direction axiale de l'élément fin 42, dans une plage de 0,3 à 1,5 mm. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 a une autre hauteur en saillie J, qui représente la distance entre la bordure d'extrémité 421 de l'élément fin 42 et l'extrémité 31 de l'isolant 3 dans la direction axiale de l'élément fin 42, supérieure ou égale à zéro. En d'autres termes, l'élément fin 42 fait saillie à partir de l'extrémité 31 de l'isolant 3. La bougie d'allumage 1 décrite ci-dessus selon le présent mode de réalisation 30 présente les avantages qui suivent. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est configuré de sorte à avoir des bordures intérieure et extérieure 521 et 522.

Avec cette configuration, il est facile pour la bougie d'allumage 1 de décharger des étincelles d'allumage entre la bordure intérieure 521 et l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 lorsque la surface de l'isolant 3 est propre et entre la bordure extérieure 522 et l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 lorsque la surface de l'isolant 3 est encrassée de carbone. Plus spécifiquement, avec la configuration mentionnée ci-dessus, il est possible de disposer la bordure intérieure 521 proche de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 tout en disposant la bordure extérieure 522 proche de la bordure intérieure 321 de l'isolant 3. Par conséquent, il devient facile pour la bougie d'allumage 1 de décharger des étincelles d'allumage, lorsque la surface de l'isolant 3 est propre, entre la bordure intérieure 521 et la bordure d'extrémité 421 de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4, comme indiqué par la ligne S1 sur la figure 4. De plus, il devient également facile pour la bougie d'allumage 1 de décharger des étincelles d'allumage, lorsque la surface de l'isolant 3 est encrassée de carbone, entre la bordure extérieure 522 et l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 via la surface intérieure 322 de l'isolant 3 définissant l'alésage central 32, comme indiqué par la ligne S2 sur la figure 4. En conséquence, la bougie d'allumage 1 peut inclure des décharges par étincelles avec une tension de décharge faible et peut autonettoyer l'isolant 3 de 20 celle-ci lorsqu'il est encrassé de carbone. Dans la bougie d'allumage 1, les relations dimensionnelles de 0,7 x R3 < R1 et de L G1 1,2 X L sont satisfaites. Grâce à la spécification de ces relations, il est possible de disposer la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 suffisamment 25 proche de la bordure d'extrémité 421 de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4, permettant ainsi à la bougie d'allumage 1 de décharger des étincelles d'allumage avec une tension de décharge suffisamment faible. Dans la bougie d'allumage 1, la relation dimensionnelle de 0,5 X R4 < R2 < 1,2 X R4 est également satisfaite. 30 Grâce à la spécification de cette relation, il est possible de disposer la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 suffisamment proche de la bordure intérieure 321 de l'isolant 3. Par conséquent, lorsque la surface de l'isolant 3 est encrassée de carbone, la bougie d'allumage 1 peut décharge de manière fiable des étincelles d'allumage entre la bordure extérieure 522 et l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 le long de la surface intérieure 322 de l'isolant 3, autonettoyant ainsi la surface de l'isolant 3 en brillant le carbone s'étant déposé sur la surface.

Dans la bougie d'allumage 1, les relations dimensionnelles de G1 < G2 + H et de G2 / G1 < 1,5 sont également satisfaites. Grâce à la spécification de ces relations, il est possible pour la bougie d'allumage 1 de décharger de manière fiable des étincelles d'allumage, lorsque la surface de l'isolant 3 est propre, avec une tension de décharge faible entre l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5, mais pas entre l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 et l'élément en saillie 52. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est formé de manière à occuper la gamme d'écart angulaire de 360 (c'est-à-dire la totalité de la circonférence) autour de I'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 5. Avec cette formation, il est possible pour la bougie d'allumage 1 de brûler de manière fiable le carbone, qui s'est déposé sur la surface de l'isolant 3, sur la totalité de la circonférence de la surface, garantissant ainsi une capacité d'autonettoyage élevée de celui-ci.

De plus, dans la bougie d'allumage 1, les relations dimensionnelles de 0,7 x R3 <_ R2 et de 0,5 x R4 R1 < 1,2 x R4 sont en outre satisfaites. Par conséquent, lorsque la surface de l'isolant 3 est propre, la bougie d'allumage 1 peut décharger des étincelles d'allumage non seulement entre l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 mais aussi entre l'élément fin 42 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52, diminuant ainsi davantage la tension de décharge et améliorant la capacité d'allumage de celle-ci (c'est-à-dire la capacité de la bougie d'allumage 1 d'allumer le mélange air / carburant). En outre, lorsque la surface de l'isolant 3 est encrassée de carbone, la bougie d'allumage 1 peut décharger des étincelles d'allumage non seulement entre la bordure intérieure 321 et l'isolant 3 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 mais aussi entre la bordure intérieure 321 et la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52, améliorant ainsi la capacité d'autonettoyage de celui-ci.

Dans la bougie d'allumage 1, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est formée de sorte à avoir une forme d'un tube cylindrique et ainsi des bordures intérieure et extérieure circulaires 521 et 522. Avec cette formation, à la fois la bordure intérieure 521 et la bordure extérieure 522 peuvent occuper la totalité de la gamme d'écart angulaire (c'est-à-dire 360 ) autour de l'électrode centrale 4, minimisant ainsi la tension de décharge et maximisant la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage 1. Dans la bougie d'allumage 1, la relation dimensionnelle de G2 / Gi < 1,3 est en outre satisfaite.

Grâce à la spécification de cette relation, lorsque la surface de l'isolant 3 est propre, la bougie d'allumage 1 peut décharger des étincelles d'allumage non seulement entre l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 mais aussi entre l'élément fin 42 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52, diminuant ainsi davantage la tension de décharge et améliorant la capacité d'allumage de celle-ci. Dans la bougie d'allumage 1, la relation dimensionnelle de 0,5 x H < (R4 û R3) est en outre satisfaite. Grâce à la spécification de cette relation, lorsque la surface de l'isolant 3 est encrassée de carbone, il est possible d'empêcher de manière fiable que des étincelles d'allumage soient produites entre l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 via la bordure intérieure 321 de l'isolant 3 sans passer par la surface intérieure 322 de l'isolant 3, comme indiqué par la ligne S3 sur la figure 5. Par conséquent, la bougie d'allumage 1 peut décharger de manière fiable des étincelles d'allumage entre l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 le long de la surface intérieure 322 de l'isolant 3, comme indiqué par la ligne S2 sur la figure 4, brûlant ainsi le carbone sur la surface de l'isolant 3. En conséquence, la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage 1 est davantage améliorée.

Dans la bougie d'allumage 1, la relation dimensionnelle de 0,1 mm < (R2 û R1) 5 0,5 mm est en outre satisfaite.

Grâce à la spécification de cette relation, il est possible de garantir de manière fiable la durabilité de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 ainsi que la capacité d'allumage de la bougie d'allumage 1. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 5 est configuré de manière à faire saillie d'au moins 0,3 mm à partir de la surface de l'élément de base 51. Avec cette configuration, il est possible de garantir de manière fiable la capacité d'allumage de la bougie d'allumage 1. De plus, afin de garantir la durabilité de l'élément en saillie 52, la hauteur de 10 saillie de l'élément en saillie 52 à partir de la surface de l'élément de base 51 est, de préférence, inférieure ou égale à 1,1 mm. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 est configuré de manière à faire saillie à partir de l'extrémité 31 de l'isolant 3 (c'est-à-dire que 7 > 0). 15 Avec cette configuration, il est possible de garantir de manière fiable la capacité d'allumage de la bougie d'allumage 1. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 est configuré de manière à avoir la section perpendiculaire à son axe M dans une plage de 0,07 à 1,13 mm2 et à avoir la hauteur de saillie K à partir de l'extrémité 43 de 20 l'élément de base 41 dans une plage de 0,3 à 1,5 mm. Avec cette configuration, il est possible de garantir de manière fiable la durabilité de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 ainsi que la capacité d'allumage de la bougie d'allumage 1. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 est 25 constitué, de préférence, d'un alliage à base d'Ir qui contient del' lr dans une quantité supérieure ou égale à 50 % en poids et au moins un adjuvant et a un point de fusion supérieur ou égal à 2 000 C. L'adjuvant est, de préférence, sélectionné dans le groupe comprenant les éléments suivants : Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Re, Al, Al203, Y et Y203. 30 Grâce à la spécification du matériau de l'élément fin 42 comme mentionné ci-dessus, il est possible de garantir de manière fiable la durabilité de l'élément fin 42 ainsi que la capacité d'allumage de la bougie d'allumage 1. Par conséquent, il devient possible de garantir une longue durée de vie et une fiabilité élevée de la bougie d'allumage 1. Dans la bougie d'allumage 1, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est constitué, de préférence, d'un alliage à base de Pt qui contient du Pt dans une quantité supérieure ou égale à 50 % en poids et au moins un adjuvant et a un point de fusion supérieur ou égal à 1 500 C. L'adjuvant est, de préférence, sélectionné dans le groupe comprenant les éléments suivants : Ir, Rh, Ni, W, Pd, Ru et Re. Grâce à la spécification du matériau de l'élément en saillie 52 comme mentionné ci-dessus, il est possible de garantir de manière fiable la durabilité de l'élément en saillie 52 ainsi que la capacité d'allumage de la bougie d'allumage 1. Par conséquent, il devient possible de garantir une longue durée de vie et une fiabilité élevée de la bougie d'allumage 1. Par conséquent, la bougie d'allumage 1 selon le présent mode de réalisation peut produire des décharges par étincelles avec une tension de décharge faible tout en 15 garantissant une capacité d'autonettoyage élevée de celle-ci. Les avantages mentionnés ci-dessus de la bougie d'allumage 1 ont été confirmés par les expériences décrites ci-dessous. La première expérience a été réalisée afin de déterminer l'effet de R1 sur la tension de décharge de la bougie d'allumage 1. 20 Lors de l'expérience, des bougies d'allumage échantillons, qui présentaient la même structure que la bougie d'allumage 1 mais divers R1 et L, ont été testées afin de mesurer les tensions de décharge Vs de celles-ci. De plus, dans toutes ces bougies d'allumage échantillons, R2 était de 2,0 mm, R3 était de 0,3 mm, R4 était de 1,2 mm, H était de 1,0 mm et J était de 0,2 mm. 25 En outre, à des fins de comparaison, une autre bougie d'allumage échantillon, qui avait la même structure que la bougie d'allumage conventionnelle évoluée 9 représentée sur la figure 9, a été également testée afin de mesurer la tension de décharge Vf de celle-ci. De plus, dans la bougie d'allumage échantillon, les paramètres dimensionnels à l'exception de Rl avaient les mêmes valeurs que dans 30 les bougies d'allumage échantillons ayant la même structure que la bougie d'allumage 1. La figure 14A montre les résultats du test, dans laquelle l'axe horizontal représente RI, tandis que l'axe vertical représente le rapport de réduction de tension de décharge Vr. En outre, sur la figure 14A, les tracés de O indiquent les résultats des bougies d'allumage échantillons dans lesquelles L était de 0,5 mm, les tracés de ^ indiquent celles des bougies d'allumage échantillons dans lesquelles L était de 1,0 mm et les tracés de A indiquent celles des bougies d'allumage échantillons dans lesquelles L était de 1,5 mm. De plus, le rapport de réduction de tension de décharge Vr a été calculé à l'aide de l'équation suivante : Vr (%) {(Vs ù Vf) / Vf) x 100 (1) Il peut être constaté à partir de la figure 14A que, lorsque 0,7 X R3 < RI, Vr < 0 quelque soit la valeur de L. En d'autres termes, la tension de décharge de la bougie d'allumage 1 peut être réduite grâce à la spécification de la relation dimensionnelle de 0,7 X R3 < R1. De plus, il y avait des relations dimensionnelles entre R1 et G1 comme représenté sur la figure 14B dans les bougies d'allumage échantillons ayant la même structure que la bougie d'allumage 1. Il peut être constaté à partir des figures 14A et 14B que, lorsque L < 1,5 mm etL<Gl<1,2XL,Vr<0. En d'autres termes, la tension de décharge de la bougie d'allumage 1 peut 20 également être réduite grâce à la spécification de la relation dimensionnelle de LLGI<_1,2XL. La deuxième expérience a été réalisée afin de déterminer l'effet de R2 sur la fréquence des étincelles d'allumage de surface qui sont déchargées entre la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 et 25 l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 le long de la surface intérieure 322 de l'isolant 3. Des bougies d'allumage échantillons ont été fabriquées avec presque la même structure que la bougie d'allumage 1 mais avec un élément en saillie 52 différent de celui de la bougie d'allumage 1. Plus spécifiquement, afin de spécialement 30 déterminer l'effet de R2, les éléments en saillie 52 des bougies d'allumage échantillons ont été formés de sorte à avoir une forme de tige pleine, en d'autres termes, sans bordure intérieure, comme représenté sur la figure 15. Parallèlement, R2 a été varié pour certaines bougies d'allumage échantillons. De plus, dans la totalité de ces bougies d'allumage échantillons, R3 était de 0,3 mm, R4 était de 1,2 mm, H était de 1,0 mm, J était de 0,2 mm et L était de 1,0 mm. Lors de cette expérience, du carbone a été intentionnellement déposé, avant l'exécution du test, sur l'extrémité 31 et la surface intérieure 322 de l'isolant 3 de chacune des bougies d'allumage échantillons afin de les rendre encrassées. La figure 16 montre les résultats du test, sur laquelle l'axe horizontal représente R2, tandis que l'axe vertical représente le rapport Ni d'augmentation des étincelles d'allumage de surface. Pour chacune des bougies d'allumage échantillons testées, Ni était calculé à l'aide de l'équation suivante : Ni (%) = {(Ns ù NO / Nf} X 100 (2) dans laquelle Ns est le nombre d'occurrences d'étincelles d'allumage de surface par unité de temps dans une des bougies d'allumage échantillons dans laquelle R2 était de 2,0 mm, et Nf est le nombre d'occurrences d'étincelles d'allumage de surface dans chacune de toutes les autres bougies d'allumage échantillons. Comme on peut le voir sur la figure 16, lorsque 0,5 x R4 < R2 1,2 x R4, Ni?0.

En d'autres termes, grâce à la spécification de la relation dimensionnelle de 0,5 x R4 < R2 < 1,2 x R4, la fréquence des étincelles d'allumage de surface dans la bougie d'allumage 1 peut être augmentée et ainsi la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage 1 peut être améliorée. La troisième expérience 3 a été réalisée afin de déterminer l'effet de G2 / G1 25 sur la résistance d'isolement entre l'électrode centrale 4 et l'électrode de masse 5 de la bougie d'allumage 1. Des bougies d'allumage échantillons ont été fabriquées de manière à avoir la même structure que la bougie d'allumage 1 mais divers G2 / G1. Plus spécifiquement, G2 était de 1,2 mm pour toutes ces bougies d'allumage échantillons, tandis que Gl 30 était différent en variant K. De plus, dans toutes ces bougies d'allumage échantillons, RI était de 0,3 mm, R2 était de 1,2 mm, R3 était de 0,3 mm, R4 était de 1,2 mm et H était de 1,0 mm.

Lors de cette expérience, chacune des bougies d'allumage échantillons a été testée dans une condition d'expérience d'encrassement à froid spécifiée dans le document JIS-D-1606 pendant cinq cycles, puis la résistance d'isolement entre l'électrode centrale 4 et l'électrode de masse 5 de celle-ci a été mesurée.

La figure 17 montre les résultats de mesure, dans laquelle l'axe horizontal représente G2 / G1, tandis que l'axe vertical représente la résistance d'isolement. Comme on peut le voir sur la figure 17, la résistance d'isolement était importante lorsque G2 / G1 < 1,5. En d'autres termes, la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage 1 10 peut être garantie en spécifiant la relation dimensionnelle de G2 / G1 < 1,5. En outre, il peut également être vu sur la figure 17 que la résistance d'isolement était particulièrement importante lorsque G2 / G1 < 1,3. En d'autres termes, une capacité d'autonettoyage excellente de la bougie d'allumage 1 peut être garantie en spécifiant la relation dimensionnelle de 15 G2/G1 <1,3. Le deuxième mode de réalisation fournit une bougie d'allumage la qui a presque la même structure que la bougie d'allumage 1 selon le premier mode de réalisation. Par conséquent, seule la différence de structure entre celles-ci va être décrite ci-dessous. 20 En faisant référence à la figure 6, dans la bougie d'allumage la, l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 a une partie d'extrémité 44 qui inclut l'extrémité 43 de l'élément de base 41. La partie d'extrémité 44 de l'élément de base 41 présente un diamètre R5 qui est inférieur au diamètre R4 de l'alésage 32 de l'isolant 3 (mesuré au niveau de 25 l'extrémité 31 de l'isolant) et supérieur au diamètre R3 de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 (c'est-à-dire que R3 < R5 < R4). Par conséquent, il existe un écartement 11 entre la partie d'extrémité 44 de l'élément de base 41 et la surface intérieure 322 de l'isolant 3. La largeur de l'écartement 11 (c'est-à-dire (R5 û R4)) est, par exemple, dans la plage de 0,1 à 30 0,2 mm. Dans la bougie d'allumage 1 a, lorsque la surface de l'isolant 3 est encrassée de carbone, des étincelles d'allumage peuvent être déchargées entre la partie d'extrémité 44 de l'élément de base 41 de l'électrode centrale 4 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 sans passer par la zone intérieure de la surface intérieure 322 de l'isolant 3 qui forme l'écartement 11 avec la partie d'extrémité 44 de l'élément de base 41. Cependant, l'écartement 11 est aussi étroit que décrit ci-dessus et ainsi il est difficile que le carbone se dépose sur la zone intérieure de la surface intérieure 322 de l'isolant 3. Par conséquent, la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage la peut toujours être garantie grâce au brûlage du carbone qui s'est déposé sur la zone extérieure de la surface intérieure 322 de l'isolant 3.

La bougie d'allumage la décrite ci-dessus présente les mêmes avantages que la bougie d'allumage 1. Le troisième mode de réalisation fournit une bougie d'allumage lb qui a presque la même structure que la bougie d'allumage 1 selon le premier mode de réalisation. Par conséquent, seule la différence de structure entre celles-ci va être décrite ci-dessous. En faisant référence à la figure 7, dans la bougie d'allumage lb, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 occupe une gamme d'écart angulaire a d'environ 260 autour de l'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4. Plus spécifiquement, dans la bougie d'allumage lb, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est formé en un tube cylindrique incomplet et ainsi les bordures intérieure et extérieure 521 et 522 de celui-ci sont chacune formée en un cercle incomplet. De plus, afin de fournir la bougie d'allumage lb avec les mêmes avantages que la bougie d'allumage 1, il est nécessaire que la gamme d'écart angulaire a ne soit pas inférieure à 120 . Grâce à la spécification de la gamme d'écart angulaire a comme mentionné ci-dessus, lorsque la surface de l'isolant 3 est encrassée de carbone, il devient possible que la bougie d'allumage lb brûle de manière efficace le carbone sur la surface de l'isolant 3. En conséquence, la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage lb peut être garantie. La gamme d'écart angulaire a mentionnée ci-dessus a été déterminée par l'intermédiaire de l'expérience décrite ci-dessous.

La quatrième expérience a été réalisée afin de déterminer l'effet de la gamme d'écart angulaire a sur la résistance d'isolement entre l'électrode centrale 4 et l'électrode de masse 5 de la bougie d'allumage lb. Lors de cette expérience, des bougies d'allumage échantillons, qui avaient la même structure que la bougie d'allumage lb mais divers a, ont été testées de la même manière que dans la troisième expérience. De plus, dans toutes ces bougies d'allumage échantillons, R1 était de 0,6 mm, R2 était de 1,4 mm, R3 était de 0,3 mm, R4 était de 1,2 mm, H était de 0,6 mm, J était de 0,2 mm et L était de 1,0 mm. La figure 18 montre les résultat du test, dans laquelle l'axe horizontal représente la gamme d'écart angulaire a, tandis que l'axe vertical représente la résistance d'isolement. 11 peut être constaté à partir de la figure 18 que la résistance d'isolement était importante lorsque la gamme d'écart angulaire a était supérieure ou égale à 120 . En d'autres termes, la capacité d'autonettoyage de la bougie d'allumage lb peut être garantie en spécifiant la gamme d'écart angulaire a mentionnée ci-dessus. Le quatrième mode de réalisation fournit une bougie d'allumage le qui a presque la même structure que la bougie d'allumage 1 selon le premier mode de réalisation. Par conséquent, seule la différence de structure entre celles-ci va être décrite ci-dessous.

En faisant référence à la figure 8, dans la bougie d'allumage lc, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 occupe seulement une partie de la circonférence autour de l'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4. Plus spécifiquement, dans la bougie d'allumage le, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est divisé en deux parties séparées qui sont positionnées symétriquement sur une circonférence autour de l'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et chacune occupe une gamme d'écart angulaire (3 d'environ 80 autour de l'axe M. En d'autres termes, l'élément en saillie 52 dans son ensemble occupe une gamme d'écart angulaire 2 (3 d'environ 160 autour de l'axe M. La gamme d'écart angulaire 2 f3 mentionnée ci-dessus correspond à la gamme d'écart angulaire a définie selon le troisième mode de réalisation. Par conséquent, afin de fournir la bougie d'allumage le avec les mêmes avantages que la bougie d'allumage 1, il est nécessaire que la gamme d'écart angulaire 2 R soit supérieure ou égale à 120 .

Le cinquième mode de réalisation illustre diverses formes que l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 peut avoir. Comme décrit précédemment, selon le premier mode de réalisation, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est formé en un tube cylindrique.

Cependant, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 peut avoir divers autres formes. Par exemple, en faisant référence aux figures 9A1 et 9A2, l'élément en saillie 52 peut se présenter sous la forme d'une tige cylindrique qui a un évidement 523 formé de manière centrale dans celui-ci. L'évidement 523 est formé de manière à être un rectangle sur un plan hypothétique arbitraire, qui inclut l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté sur la figure 9A1, et un cercle sur un autre plan hypothétique, qui est perpendiculaire à l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté sur la figure 9A2. Par conséquent, à la fois la bordure intérieure 521 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52 ont une forme circulaire.

En faisant référence aux figures 9B1 et 9B2, l'élément en saillie 52 peut également se présenter sous la forme d'une barre carrée qui a un évidement 523 formé de manière centrale dans celle-ci et une rallonge 524 formée au niveau d'une extrémité inférieure de celle-ci. L'évidement 523 est formé de manière à être une parabole sur un plan hypothétique arbitraire, qui inclut l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté sur la figure 9B1, et un cercle sur un autre plan hypothétique arbitraire, qui est perpendiculaire à l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté sur la figure 9B2. Par conséquent, la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 présente une forme circulaire, tandis que la bordure extérieure 522 de celui-ci présente une forme canée. La rallonge 524 s'étend de manière radiale vers l'extérieur afin de faire saillie à partir de la bordure extérieure 522. La distance RI est égale au rayon de la bordure intérieure circulaire 521. Préférablement, toute distance R2 mesurée entre l'axe de l'évidement 523 et un point de la bordure extérieure 522 vérifie la même relation 0,5 X R4 < R2 1,2 X R4 que pour la bougie 1.

En faisant référence aux figures 9C1 et 9C2, l'élément en saillie 52 peut également se présenter sous la forme d'une tige frustoconique qui a un évidement 523 formé de manière centrale dans celui-ci. L'évidement 523 est formé de manière à être un triangle sur un plan hypothétique arbitraire, qui inclut l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté sur la figure 9C1, et un carré sur un autre plan hypothétique arbitraire, qui est perpendiculaire à l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté surla figure 9C2. Par conséquent, la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 se présente sous la forme d'un carré, tandis que la bordure extérieure 522 de celui-ci a une forme circulaire. La distance R2 est égale au rayon de la bordure extérieure circulaire 522. Préférablement, toute distance R1 mesurée entre l'axe de l'évidement 523 et un point de la bordure intérieure 521 vérifie la même relation 0,7 X R3 < RI que pour la bougie 1. En faisant référence aux figures 9D1 et 9D2, l'élément en saillie 52 peut également se présenter sous la forme d'une tige qui a une section elliptique perpendiculaire à l'axe de celui-ci et un évidement 523 formé dans celui-ci. L'évidement 523 est formé de manière â être un rectangle sur un plan hypothétique arbitraire, qui inclut l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté sur la figure 9D1, et un cercle sur un autre plan hypothétique arbitraire, qui est perpendiculaire à l'axe de l'élément en saillie 52, comme représenté sur la figure 9D2. Par conséquent, la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52 a une forme circulaire, tandis que la bordure extérieure 522 de celui-ci a une forme elliptique. De plus, l'évidement 523 est positionné de sorte à ce que le centre de l'évidement 523 soit décalé de l'axe de l'élément en saillie 52. Avantageusement, l'élément en saillie 52 est positionné par rapport à l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 de manière à ce que l'axe (non représenté) de l'évidement 523 coïncide avec l'axe M de l'élément fin. La distance RI est égale au rayon de la bordure intérieure circulaire 521.. Préférablement, toute distance R2 mesurée entre l'axe de l'évidement 523 et un point de la bordure extérieure 522 vérifie la même relation 0,5 X R4 < R2 1,2 X R4 que pour la bougie 1. De plus, la profondeur N de tous les évidements 523 représentés sur les figures 9A1 û 9D2 est, de préférence, dans une plage de 0,1 à 0,5 mm. Avec les formes décrites ci-dessus et toute autre forme possible de l'élément en saillie 52, il est toujours possible de fournir la bougie d'allumage 1 avec les 30 mêmes avantages qu'avec la forme en tube cylindrique. Le sixième mode de réalisation fournit une bougie d'allumage Id qui a presque la même structure que la bougie d'allumage 1 selon le premier mode de réalisation. Par conséquent, seule la différence de structure entre celles-ci va être décrite ci-dessous. En faisant référence aux figures 10 ù 12, dans la bougie d'allumage Id, l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 est divisé en deux parties séparées qui ont chacune une forme cylindrique et qui sont symétriquement disposées par rapport à l'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode de masse 4. Chacune des deux parties cylindriques a une bordure intérieure 521 et une bordure extérieure 522. Plus spécifiquement, comme représenté sur la figure 11, une ligne A ù A peut être dessinée, laquelle ligne croise l'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 et est tangente aux bordures d'extrémité des deux parties cylindriques de l'élément en saillie 52 respectivement au niveau des points Al et A2. De manière similaire, une autre ligne B ù B peut également être dessinée, laquelle ligne croise l'axe M et est tangente aux bordures d'extrémité des deux parties cylindriques de l'élément en saillie 52 respectivement au niveau des points B1 et B2.

Par conséquent, pour la partie cylindrique de l'élément en saillie 52 située à gauche de la figure 11, la bordure d'extrémité est divisée en deux arcs circulaires Al ù BI, dont celui qui est le plus proche de l'axe M représente une moitié de la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52, tandis que l'autre arc circulaire Al ù BI représente une moitié de la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52. De manière similaire, pour la partie cylindrique de l'élément en saillie 52 située à droite de la figure 11, l'arc circulaire A2 ù B2 le plus proche de l'axe M représente l'autre moitié de la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52., tandis que l'autre arc circulaire A2 ù B2 représente l'autre moitié de la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52.

Dans la bougie d'allumage Id, comme représenté sur la figure 12, les mêmes relations dimensionnelles que celles de la bougie d'allumage 1 sont spécifiées. La distance R1 est prise égale à la distance minimale entre l'axe M de l'élément fin 42 et la bordure intérieure 521 de l'élément en saillie 52. En d'autres termes, en se référant à la figure Il, la direction radiale prise pour la mesure des distances R1 et R2 est la ligne médiane des deux lignes tangentes A ù A et B -- B. La distance R2 est ainsi égale à la distance maximale entre l'axe M de l'élément fin 42 et la bordure extérieure 522 de l'élément en saillie 52. En outre, la somme des gammes d'écart angulaire des deux parties cylindriques de l'élément en saillie 52 autour de l'axe M (c'est-à-dire 2 (3) est d'au moins 120 . La bougie d'allumage Id décrite ci-dessus présente les mêmes avantages que la bougie d'allumage 1.

De plus, chacune des deux parties séparées qui divisent l'élément en saillie 52 dans la bougie d'allumage 1d peut avoir, au lieu de la forme cylindrique décrite ci-dessus, toute autre forme possible, tel qu'un triangle ou un prisme quadratique. Le septième mode de réalisation fournit une bougie d'allumage le qui a presque la même structure que la bougie d'allumage 1 selon le premier mode de réalisation. Par conséquent, seule la différence de structure entre celles-ci va être décrite ci-dessous. En faisant référence à la figure 13, il est procuré une électrode de masse 5 dont l'élément de base 51 est divisé en deux parties séparées dans la bougie d'allumage le. Chacune des deux parties séparées de l'élément de base 51 porte une partie de l'élément en saillie 52. Les deux parties de l'élément de base 51 de l'électrode de masse 5 sont fixées à la douille métallique 2 en étant espacées de 180 l'une de l'autre dans la direction circonférentielle de la douille métallique 2. Les deux parties séparées de l'élément en saillie 52 de l'électrode de masse 5 ont une forme cylindrique et sont jointes aux deux parties respectives de l'élément de base 51 de manière à ce que les surfaces latérales des deux parties de l'élément en saillie 52 se fassent face l'une par rapport à l'autre avec l'axe M de l'élément fin 42 de l'électrode centrale 4 passant dans l'espace entre celles-ci. Dans la bougie d'allumage le, les mêmes relations dimensionnelles que celle 25 de la bougie d'allumage 1 sont spécifiées. Par conséquent, la bougie d'allumage le présente les mêmes avantages que la bougie d'allumage 1. Bien que les modes de réalisation particuliers mentionnés ci-dessus de l'invention aient été montrés est décrits, les personnes pratiquant l'invention et l'homme du métier comprendront que diverses modifications, divers changements et 30 diverses améliorations peuvent être apportés à l'invention sans s'éloigner de l'esprit du concept présenté.

De telles modifications, de tels changements et de telles améliorations dans le cadre de l'art doivent être considérés comme étant couverts par les revendications jointes.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Bougie d'allumage (1) pour un moteur à combustion interne comprenant : une douille métallique (2) ; un isolant (3) retenu dans la douille métallique (2), l'isolant (3) ayant une extrémité (31), laquelle fait saillie à partir de al douille métallique (2), et un alésage (32) qui s'étend dans une direction longitudinale de l'isolant (3) et s'ouvre au niveau de l'extrémité (31) de l'isolant (3) pour former une bordure intérieure (321) de l'isolant (3) ; une électrode centrale (4) incluant un élément de base (41) et un élément fin (42), l'élément de base (41) étant logé dans l'alésage de l'isolant (3) et ayant une extrémité (43) qui est positionnée à l'intérieur de l'alésage de l'isolant (3), l'élément fin (42) étant plus fin que l'élément de base (41) et joint à l'extrémité (43) de l'élément de base (41), l'élément fin (42) ayant un axe et une bordure d'extrémité (421) qui se trouve à une distance donnée éloignée de l'extrémité (43) de l'élément de base (41) dans la direction axiale de l'élément fin (42) ; et une électrode de masse (5) incluant un élément de base (51) fixé à la douille métallique (2) et un élément en saillie (52) joint à l'élément de base (51), l'élément en saillie (52) faisant saillie à partir d'une surface de l'élément de base (51) et ayant une surface d'extrémité (520) qui fait sensiblement face à l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) avec un certain écartement inter-électrodes, la surface d'extrémité (520) de l'élément en saillie (52) ayant une bordure intérieure (521) et extérieure (522), la bordure intérieure (521) étant positionnée plus proche de l'axe de l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) que la bordure extérieure (522), dans laquelle, 0,7xR3R1, 0, 5 x R4 5 R2 < 1,2 x R4, L5. G151,2XL, GI<G2+H,et G2 / GI < 1,5, dans lesquelles, RI est une distance entre l'axe de l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) et la 30 bordure intérieure (521) de l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) dans une direction radiale de l'élément fin (42),R2 est une distance entre l'axe de l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) et la bordure extérieure (522) de l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) dans une direction radiale de l'élément fin (42), R3 est le rayon du bord d'extrémité de l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4), R4 est le rayon de l'alésage (32) de l'isolant (3) au niveau de l'extrémité (31) de l'isolant (3), G1 est la distance minimale entre la bordure d'extrémité (421) de l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) et la bordure intérieure (521) de l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5), G2 est la distance minimale entre la bordure intérieure (321) de l'isolant (3) et la bordure extérieure (522) de l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5), L est la distance entre l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) et l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) dans la direction axiale de l'élément fin (42), et H est la distance entre l'extrémité (43) de l'élément de base (41) de l'électrode centrale (4) et l'extrémité (31) de l'isolant (3) dans la direction axiale de l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4).

2. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) occupe une gamme d'écart angulaire d'au moins 120 autour de l'axe de l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4).

3. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle, 0,7 x R3 5 R2, et 0,5XR4<R1<1,2XR4.

4. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) a une forme tubulaire pour former la bordure intérieure (521) au niveau de la circonférence intérieure de la surface d'extrémité (520) de l'élément en saillie (52) et la bordure extérieure (522) au niveau de la circonférence extérieure de la surface d'extrémité (520) de l'élément en saillie (52). . Bougie d'allumage (lc, 1d, le) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) est divisé en plusieurs parties séparées. 6. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle, la relation 5 G2 / G1 1,3 est satisfaite. 7. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle, la relation 0,5 x H < (R4 ù R3) est satisfaite. 8. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle, la relation 0,1 mm < (R2 ù RI) < 0,5 mm est satisfaite. 9. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) fait saillie d'au moins 0,3 mm à partir de la surface 15 de l'élément de base (51) de l'électrode de masse (5). 10. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément de base (41) de l'électrode centrale (4) a une partie d'extrémité qui est plus épaisse que l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) et plus fine que l'alésage de l'isolant (3) 20 et inclut l'extrémité (43) de l'élément de base (41) auquel l'élément fin (42) est joint. I1. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément fin (42) de l'électrode centrale (4) est constitué d'un métal noble et dans laquelle l'élément fin (42) a une section perpendiculaire à son axe dans une plage de 0,07 61,13 mm2 et 25 fait saillie de 0,3 à 1,5 mm à partir de l'extrémité (43) de l'élément de base (41) de l'électrode centrale (4). 12. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 11, dans laquelle le métal noble est un alliage à base d'Ir qui contient de l'Ir dans une quantité non inférieure à 50 % en 30 poids et au moins un adjuvant et a un point de fusion supérieur ou égal à 2 000 C.13. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 12, dans laquelle le au moins un adjuvant est sélectionné dans le groupe comprenant les éléments suivants : Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Re, Al, Al203, Y et Y203. 14. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément en saillie (52) de l'électrode de masse (5) est constitué d'un alliage à base de Pt qui contient du Pt dans une quantité supérieure ou égale à 50 % en poids et au moins un adjuvant et a un point de fusion supérieur ou égal à 1 500 C. 15. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 14, dans laquelle le au moins un adjuvant est sélectionné dans le groupe comprenant les éléments suivants : Ir, Rh, Ni, W, Pd, Ru et Re. 16. Bougie d'allumage (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'élément fin (42) 15 de l'électrode centrale (4) fait saillie à partir de l'extrémité (31) de l'isolant (3).