FR2910595A1 - Bougie de prechauffage pour un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Une bougie de préchauffage a une bobine de chauffage faite d'un alliage de fer, de chrome et d'aluminium, une bobine de commande faite de nickel et reliée en série à la bobine de chauffage, un boîtier réchauffeur fait d'un matériau inconel et y accueillant les bobines, et une ligne de courant à travers laquelle un courant électrique ajusté à un facteur de marche changeable sur la base d'une tension électrique du courant selon une commande de modulation de largeur d'impulsions est alimenté aux bobines. L'alliage de la bobine de chauffage et le nickel de la bobine de commande sont supérieurs en termes de durabilité à température élevée. Le matériau inconel du boîtier est supérieur en termes de propriété de résistance à la chaleur. En réponse au courant, une résistance de la bobine de commande est soutenue, et la bobine de chauffage est chauffée à une température maximale pour chauffer un mélange air-carburant d'une chambre à combustion d'un moteur diesel.

Description

1 BOUGIE DE PRECHAUFFAGE POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE CONTEXTE DE

L'INVENTION Domaine de l'Invention La présente invention se rapporte à une bougie de préchauffage utilisée pour préchauffer un mélange air-carburant dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne comme un moteur diesel d'un véhicule. Description de l'Etat de l'Art Une bougie de préchauffage est, par exemple, fixée à un moteur à combustion interne comme un moteur diesel d'un véhicule pour préchauffer un mélange air-carburant compressé dans une 15 chambre de combustion du moteur. La Première Publication de Brevet Japonais Publiée No. 1111- 281059 (1999) divulgue une bougie de préchauffage du type à autorégulation de température disposée pour être projetée dans une chambre de combustion d'un moteur diesel remplie de manière intermittente par un mélange air-carburant. Cette bougie a à la fois une bobine de commande et une bobine de chauffage faites de matériaux différents et reliées en 20 série l'une à l'autre. Chacune des bobines a un coefficient de température positif de résistance. C'est-à-dire, à mesure que la température de chaque bobine est soutenue, une valeur de résistance de la bobine est augmentée. Le coefficient dans la bobine de commande est établi de manière à être supérieur à celui dans la bobine de chauffage. 25 Lorsqu'un courant électrique établi à une tension électrique directe est continuellement alimenté depuis une batterie d'un véhicule aux bobines, avec le temps la température dans chaque bobine augmente. En réponse à cette augmentation de température, la résistance de la bobine de commande ayant un coefficient de température supérieur de résistance devient grande avec le temps. Par conséquent, un niveau du courant circulant à travers la bobine de 30 chauffage est diminué avec le temps, et la température de la bobine de chauffage est saturée à une certaine valeur. Cette température saturée est appelée une température maximale. Un mélange air-carburant de la chambre de combustion est préchauffé par la bobine de chauffage chauffée à la température maximale. 2910595 2 Dans cette exploitation de la bougie, la température maximale qui peut être atteinte dans la bougie de préchauffage et une augmentation de température de la bougie sont changées avec une tension électrique de la batterie, et la tension électrique de la batterie est facilement faite varier. Par conséquent, il est nécessaire de réguler la température de la bougie de préchauffage 5 selon la tension électrique de la batterie. Dans ce cas, il est difficile de chauffer la bougie de préchauffage à une grande vitesse ou de soutenir la température maximale de la bougie de préchauffage. En plus, la tension électrique de la batterie est largement faite varier avec des conditions d'exploitation d'un démarreur ou d'un alternateur ou de la température circonférentielle. Par exemple, dans une opération de démarrage utilisant le démarreur, la 10 tension électrique de la batterie chute largement en raison de l'entraînement d'un moteur électrique, de sorte qu'il soit difficile de réguler la température de la bougie de préchauffage. Comme décrit ci-dessus, dans la bougie de préchauffage conventionnelle, l'augmentation de température de la bougie de préchauffage au démarrage est retardée. En plus, il est difficile de réguler la température maximale de la bougie de préchauffage à une valeur appropriée ou de continuer la bougie de préchauffage établie à la température maximale pendant une période de temps appropriée. En résultat, une aptitude de démarrage du moteur est dégradée, et il devient difficile de supprimer la génération d'une fumée blanche dans une condition d'un moteur à froid. En plus, il est souhaité de compresser un mélange air-carburant à un rapport de compression bas dans le but d'obtenir un véhicule à faible émission. Néanmoins, parce qu'il est difficile de soutenir suffisamment la température du mélange air-carburant par la bougie de préchauffage, il y a une forte probabilité que le moteur puisse nécessiter un mélange air-carburant compressé à un rapport de compression élevé.

Afin de résoudre ces problèmes, il existe une technique consistant en ce qu'une quantité de puissance électrique alimentée aux bobines est commandée selon à une commande de courant de modulation de largeur d'impulsions (PWM). Dans cette technique, la température de la bougie de préchauffage peut être régulée de manière adéquate sans recevoir une influence inverse d'un changement dans la tension électrique de la batterie. Par conséquent, la bougie de préchauffage peut être rapidement chauffée, et la bougie de préchauffage peut atteindre d'une manière fiable une température maximale attendue à l'avance. C'est-à-dire, la température maximale fixée à l'avance peut être substantiellement soutenue dans la bougie de préchauffage. 3 2910595 Lorsque la bougie de préchauffage est chauffée à une température maximale supérieure à une grande vitesse sous la commande de courant à PWM, il est nécessaire pour la bobine de commande, la bobine de chauffage et un boîtier réchauffeur accueillant les bobines d'avoir une excellente propriété de résistance à la chaleur. Néanmoins, dans la bougie de 5 préchauffage conventionnelle, la bobine de chauffage est faite d'un alliage de nickel-chrome (Ni-Cr), la bobine de commande est faite d'un alliage de cobalt-fer (Co-Fe), et le boîtier réchauffeur est fait d'un acier inoxydable. Par conséquent, il est difficile pour la bobine de chauffage ou le boîtier réchauffeur d'avoir un niveau suffisant de durabilité à une température élevée. 10 RESUME DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de pourvoir, avec une considération utile des inconvénients de la bougie de préchauffage conventionnelle, une bougie de préchauffage dont 15 une température est facilement régulée et qui a une excellente durabilité à une température élevée. Selon un aspect de cette invention, l'objet est accompli par la provision d'une bougie de préchauffage comprenant une bobine de chauffage faite d'un alliage de fer, de chrome et 20 d'aluminium, une bobine de commande faite de nickel et reliée en série à la bobine de chauffage, une ligne d'alimentation en courant à travers laquelle un courant électrique ajusté selon une commande de modulation de largeur d'impulsions est alimentée à la bobine de commande et la bobine de chauffage pour chauffer la bobine de chauffage à une température maximale tout en soutenant une résistance de la bobine commande, et un boîtier réchauffeur, 25 fait d'un matériau inconel, qui accueille la bobine de chauffage et la bobine de commande afin de disposer la bobine de commande sur un côté arrière de la bobine de chauffage et isole la bobine de chauffage et la bobine de commande d'un milieu chauffé disposé à l'extérieur du boîtier réchauffeur. 30 Avec cette structure de la bougie de préchauffage, des températures de la bobine de commande et la bobine de chauffage recevant le courant électrique à travers la ligne d'alimentation en courant sont soutenues. En plus, parce que la bobine de commande est faite de nickel qui a un coefficient de température positif de résistance, une résistance de la bobine de commande est augmentée à mesure que la température de la bobine de commande est 4 2910595 soutenue. Dans ce cas, le courant électrique alimenté à la bobine de chauffage est diminué à mesure que la température de la bobine de chauffage est soutenue, et la température de la bobine de chauffage est saturée. C'est-à-dire, la bobine de chauffage est maintenue à une température maximale. Un élément de chauffage disposé à l'extérieur du boîtier réchauffeur 5 est chauffé par la bobine de chauffage à travers le boîtier réchauffeur. En plus, le courant électrique est ajusté à un facteur de marche qui peut être changé sur la base d'une tension électrique du courant électrique selon la commande de modulation de largeur d'impulsions, pour qu'une quantité de puissance électrique alimentée aux bobines soit ajustée 10 pour ne pas recevoir une influence d'un changement dans la tension électrique du courant électrique. Par conséquent, les températures de la bobine de commande et la bobine de chauffage peuvent être facilement régulées sans recevoir une influence d'un changement dans la tension électrique du courant électrique, et la bobine de chauffage peut être chauffée d'une manière fiable à la température maximale à une grande vitesse. En conséquence, un retard 15 dans le chauffage du milieu chauffé peut être supprimé, et la bougie de préchauffage peut continuer de chauffer le milieu chauffé d'une manière fiable à la température maximale pendant une période de temps prédéterminée. Par exemple, lorsque la bougie de préchauffage est utilisée pour chauffer un mélange air-carburant d'une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, une aptitude de démarrage du moteur peut être améliorée, et une fumée 20 blanche générée dans une opération d'un moteur à froid peut être réduite. En plus, parce que la bobine de chauffage est faite d'un alliage de fer, de chrome et d'aluminium, la bobine de chauffage peut avoir une excellente durabilité à une température élevée. Par conséquent, même lorsque la bobine de chauffage est chauffée d'une manière 25 répétitive à la température maximale comme 1000 C selon la commande de modulation de largeur d'impulsions pendant une longue utilisation de la bougie, la bobine de chauffage peut maintenir une propriété élevée de résistance à la chaleur pendant un long moment. En outre, parce que la bobine de commande est faite de nickel, une bobine de commande 30 d'une durabilité supérieure peut être produite à un coût bas lorsque comparée à l'alliage de cobalt-fer utilisé pour une bougie de préchauffage conventionnelle. Le nickel possède un coefficient de température positif de résistance inférieur à celui de l'alliage de cobalt-fer. Néanmoins. parce que la température de la bobine de commande est ajustée selon la 2910595 5 commande de modulation de largeur d'impulsions, la bobine de commande n'est pas censée avoir un grand coefficient de température positif de résistance. En plus encore, parce que le boîtier réchauffeur est fait d'un matériau inconel (Marque 5 Déposée de Inco Alloys International, INC), le boîtier réchauffeur est supérieur en durabilité. Particulièrement, même lorsque le boîtier réchauffeur est chauffé d'une manière répétitive à une température élevée par les bobines selon la commande de modulation de largeur d'impulsions pendant une longue utilisation de la bougie, le boîtier réchauffeur accueille d'une manière fiable les bobines sans être cassé. 10 En conséquence, à cause de la bobine de chauffage étant faite d'un alliage de fer, de chrome et d'aluminium, la bobine de commande étant faite de nickel et le boîtier réchauffeur étant fait du matériau inconel, la température de la bougie de préchauffage peut être facilement régulée, et la bougie de préchauffage peut avoir une excellente durabilité à une température élevée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La Fig. 1 est une vue avant, partiellement en coupe, d'une bougie de préchauffage selon le mode de réalisation de la présente invention; La Fig. 2 est une vue avant, avec une portion démarquée pour une clarté, d'une portion avant de la bougie de préchauffage montrée dans la Fig. 1; La Fig. 3 est une vue avant de la portion avant de la bougie de préchauffage montrée dans la 25 Fig. 1; La Fig. 4 est une vue avant en perspective d'une portion avant d'une bougie de préchauffage conventionnelle dans un exemple comparatif; 30 La Fig. 5 est une vue avant de la portion avant de la bougie de préchauffage montrée dans la Fig. 4; 15 20 2910595 6 La Fig. 6 montre une relation entre une durabilité d'une bobine de chauffage et une température maximale de la bobine de chauffage pour chacun des matériaux dans la bobine de chauffage; 5 La Fig. 7 montre une relation entre une durabilité d'une bobine de chauffage et une température maximale de la bobine de chauffage pour chacun des matériaux dans un boîtier réchauffeur; La Fig. 8 montre une relation entre une longueur d'une bobine de commande et une 10 température maximale d'une bobine de chauffage pour chacune des trois valeurs d'une tension élection appliquée d'un courant commandé; La Fig. 9 montre une relation entre une longueur de matières particulaires de carbone tassées et une température maximale d'une bobine de chauffage pour chacune des longueurs dans une 15 bobine de commande; La Fig. 10 est une vue transversale d'un puits de bougie pénétrant à travers une paroi d'une chambre de combustion; 20 La Fig. 11A est une vue d'explication montrant des matières particulaires de carbone tassées dans le puits de bougie montré dans la Fig. 10 par une longueur de 10 mm; La Fig. 11B est une vue d'explication montrant des matières particulaires de carbone tassées dans le puits de bougie montré dans la Fig. 10 par une longueur de 15 mm; La Fig. 11C est une vue d'explication montrant des matières particulaires de carbone tassées dans le puits de bougie montré dans la Fig. 10 par une longueur de 20 mm; La Fig. 12A est une vue d'explication montrant des matières particulaires de carbone tassées 30 dans le puits de bougie montré dans la Fig. 10 par une longueur de 25 mm; La Fig. 12B est une vue d'explication montrant des matières particulaires de carbone tassées dans le puits de bougie montré dans la Fig. 10 par une longueur de 30 mm; 25 7 2910595 La Fig. 12C est une vue d'explication montrant des matières particulaires de carbone tassées dans le puits de bougie montré dans la Fig. 10 par une longueur de 33 mm; La Fig. 13 montre une variation dans les valeurs de résistance de bobines de commande 5 provoquée par un martelage; La Fig. l4 montre une relation entre une durabilité d'une bobine de chauffage et une température maximale de la bobine de chauffage pour chacun des diamètres dans un fil électrique formant la bobine de chauffage; et La Fig. 1.5 montre une relation entre une durabilité d'une bobine de chauffage et une température maximale de la bobine de chauffage pour chacun des diamètres dans un fil électrique formant une bobine de commande. 15 DESCRITPION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Un mode de réalisation de la présente invention sera à présent décrit en se référant aux dessins annexés, dans lesquels des numéros de référence analogues indiquent des parties, des organes ou des éléments analogues le long de la spécification à moins qu'indiqué autrement. Mode de Réalisation La Fig. 1 est une vue avant, partiellement en coupe, d'une bougie de préchauffage selon ce mode de réalisation, la Fig. 2 est une vue avant, avec une portion démarquée pour une clarté, 25 d'une portion avant de la bougie de préchauffage montrée dans la Fig. 1, et la Fig. 3 est une vue avant de la portion avant de la bougie de préchauffage montrée dans la Fig. 1. Une bougie de préchauffage montrée dans la Fig. 1 à la Fig. 3 est fixée à un moteur diesel (non montré) représentant un moteur à combustion interne de manière à ce qu'une portion avant de la bougie soit projetée dans chacune d'une pluralité de chambres de combustion du moteur. A la 30 place de la chambre de combustion, la bougie peut être projetée dans une chambre de précombustion, une cambre à turbulence ou autres analogues. Comme montré dans la Fig. 1 et la Fig. 2, une bougie de préchauffage 1 a un boîtier réchauffeur 4 disposé sur un côté avant de la bougie 1, une bobine de chauffage 2 accueillie 10 20 2910595 8 dans une portion latérale avant du boîtier 4, une bobine de commande 3 reliée en série avec une extrémité arrière de la bobine de chauffage 2 et accueillie dans le boîtier 4, et un logement cylindrique 5 disposé sur un côté arrière de la bougie 1 afin de maintenir une extrémité arrière du boîtier 4. La bobine de chauffage 2 est faite d'un alliage de fer, de chrome et d'aluminium 5 (alliage de Fe-Cr-Al). La bobine de commande 3 est faite de nickel (Ni) substantiellement établie à 100% en poids. Le boîtier réchauffeur 4 est fait d'un matériau inconel (marque déposée De Inco Alloys International, INC.) qui contient essentiellement du nickel, contient légèrement du carbone, du silicium, du manganèse, du chrome et du fer, et contient parfois du niobium, de l'aluminium et du titane. Chacune des bobines 2 et 3 à un coefficient de 10 température positif de résistance, et le coefficient dans la bobine de chauffage 3 est supérieur à celui dans la bobine de chauffage 2. Une longueur L1 de la bobine de chauffage 2 le long d'une direction axiale de la bougie 1 est établie dans une gamme allant de 5 à 10 mm. Une longueur L2 de la bobine de commande 3 15 le long de la direction axiale est de préférence établie dans une gamme allant de 5 mm à 12 mm. Un fil électrique formant chacune des bobines 2 et 3 est de préférence établi pour avoir un diamètre variant de 0,31 mm à 0,35 mm. Comme montré dans la Fig. 3, le boîtier réchauffeur 4 a une portion de chape 40 sur le côté 20 avant opposé au logement 5 afin d'isoler les bobines 2 et 3 d'un mélange air-carburant compressé dans la chambre de combustion, de sorte que le boîtier 4 soit formé presque en forme de U en section. Le boîtier 4 a en plus portion à diamètre inférieur 41 disposée sur le côté avant du boîtier 4, une portion à diamètre supérieur 43 disposée sur le côté arrière du boîtier 4, une portion à diamètre moyen 42 disposée entre les portions 41 et 43, une première 25 portion conique 441 reliant les portions 41 et 42, et une deuxième portion conique 442 reliant les portions 42 et 43. Chacune des portions 41, 42 et 43 est formée sous une forme cylindrique. La portion 41 a un diamètre Dl établi à 3,5 mm. La portion 42 a un diamètre Dl établi à 4,0 mm. La portion 43 a 30 un diamètre D3 établi à 5,0 mm. Une longueur A 1 d'une portion du boîtier 4 en protubérance depuis le logement 5 est établie dans une gamme allant de 28 à 36 mm. Une longueur A2 de la portion 41 le long de la direction axiale est établie dans une gamme allant de 16 à 24 mm. 9 2910595 Comme montré dans la Fig. 2, les bobines entières 2 et 3 sont disposées dans une ouverture interne de la portion 41, de sorte qu'une extrémité arrière 31 de la bobine 3 soit placée pour être décalée à partir de la portion conique 441 vers le côté avant. Une extrémité avant de la bobine 3 est reliée à une extrémité arrière de la bobine 2. Une extrémité avant 21 de la bobine 5 2 est reliée à la portion de chape 40 du boîtier 4, de sorte que la bobine 2 soit mise à la terre. En plus, une extrémité avant 51 du logement 5 est disposée afin de se chevaucher avec la deuxième portion conique 442, de sorte que la portion à diamètre supérieur 43 soit maintenue par le logement 5 afin d'être fixée à une paroi interne du logement 5. 10 Comme dans la Fig. 1, une couche de poudre 12 ayant une propriété de résistance à la chaleur et une propriété d'isolation électrique est tassée dans le boîtier 4 pour isoler la bobine de chauffage 2, la bobine de commande 3 et le boîtier 4 les uns des autres. Des particules de poudre faites d'oxyde de magnésium (MgO) forment la couche de poudre 12. La couche de poudre 12 est tassée afin d'atteindre l'extrémité arrière du boîtier 4, et la couche 12 est scellée 15 avec un joint en caoutchouc 13 à l'extrémité arrière du boîtier 4. Comme montré dans la Fig. 1, la bougie 1 a en plus un élément de maintien d'épingle (ou une ligne d'alimentation en courant) 111 reliée avec l'extrémité arrière 31 de la bobine 3 et s'étendant vers le côté arrière dans une ouverture interne du logement 5, et une cheville à vis 20 (ou ligne de courant) 112 reliée à une extrémité arrière de l'élément 111 et s'étendant vers le côté arrière dans l'ouverture interne du logement 5. Une extrémité arrière de la cheville à vis 112 est en protubérance depuis une extrémité arrière du logement 5. La bougie 1 a en plus un caoutchouc en forme d'anneau 141 fixé à une extrémité arrière de la cheville à vis 112 et une douille faite en résine 142 fixée au caoutchouc en forme d'anneau 141. Une ouverture entre le 25 logement 5 et la cheville à vis 112 est occupée par le caoutchouc 141 et la douille 142 de manière à ce que le caoutchouc 141 et la douille 142 isolent le logement 5 et la cheville à vis 112 l'un de l'autre. Un écrou 143 est attaché au logement 5 afin de fixer le caoutchouc 141 et la douille 142 au logement 5. En plus, un écrou de borne 144 est vissé à l'extrémité arrière de la cheville à vis 112, et la cheville à vis 112 est électriquement connectée à un fil conducteur 30 externe 8 à travers l'écrou 144. Ce fil conducteur 8 est connecté à un circuit de commande de modulation de largeur d'impulsions (PWM) (ou circuit d'alimentation électrique) 9 disposé à l'extérieur de la bougie 1, et une puissance électrique est alimentée depuis une électrode positive d'une batterie (non montrée) au circuit de commande à PWM 9. Le circuit de commande à PWM 9 commande une quantité de courant électrique alimentée aux bobines 2 2910595 10 et 3 selon la commande de courant de modulation de largeur d'impulsions (PWM) tout en considérant une tension électrique de la batterie. Le circuit de commande à PWM 9 alimente un courant électrique commandé à la bobine de commande 3 et la bobine de chauffage 2 à travers la cheville à vis 112 et l'élément 111. 5 Après, une exploitation de la bougie de préchauffage 1 est à présent décrite ci-dessous. Le circuit de commande à PWM 9 produit un courant électrique à un facteur de marche commandé établi selon une commande de courant à PWM et alimente ce courant aux bobines 2 et 3 comme un courant commandé. Ce courant commandé est établi à une tension électrique 10 directe en fonction d'une tension électrique de la batterie. Par conséquent, la tension électrique du courant commandé peut être faite varier. Dans la commande de courant à PWM, un transistor est mis en marche et à l'arrêt d'une manière répétitive dans un cycle très court, et un courant électrique sous forme d'impulsions est transmis aux bobines 2 et 3 à travers le transistor établi dans un état de mise en marche. Le facteur de marche est défini comme un 15 taux d'une période en état de marche par une période cyclique. En réponse à ce courant commandé, la température dans chaque bobine est augmentée avec le temps. En réponse à cette augmentation de température, la résistance des bobines 2 et 3 devient grande avec le temps, de sorte que le courant circulant à travers la bobine de chauffage 2 soit diminué avec le temps. Lorsque la température des bobines 2 et 3 atteint une certaine valeur, la température 20 des bobines 2 et 3 est saturée. Cette température saturée est appelée une température maximale. Par exemple, lorsqu'une tension électrique de la batterie devient basse, le circuit de commande à PWM 9 augmente le facteur de marche pour maintenir un changement 25 prédéterminé avec le temps dans les températures des bobines 2 et 3. Au contraire, lorsque la tension électrique de la batterie devient élevée, le circuit de commande à PWM diminue le facteur de marche pour maintenir le changement prédéterminé avec le temps. C'est-à-dire, le facteur de marche est commandé de manière à ce que les températures des bobines 2 et 3 soient toujours soutenues au changement de température prédéterminé avec le temps 30 indépendamment d'un changement dans la tension électrique de la batterie. Par conséquent, bien que la tension électrique de la batterie soit largement changée en réponse à une exploitation d'un démarreur ou d'un alternateur ou soit faite varier avec une température circonférentielle, les températures des bobines 2 et 3 peuvent être soutenues à un changement de température prédéterminé avec le temps sans recevoir une influence inverse d'un I1 2910595 changement dans la tension électrique de la batterie. En résultat, la bougie de préchauffage 1 peut atteindre d'une manière stable et fiable une température maximale originellement établie à une grande vitesse. C'est-à-dire, la température maximale peut originellement être établie à une valeur supérieure à celle dans un cas où aucune commande de courant à PWM n'est 5 utilisée. Par conséquent, un retard dans le chauffage de la bougie de préchauffage 1 au démarrage peut être supprimé, et la bougie de préchauffage 1 peut continuer le chauffage du mélange air-carburant d'une manière fiable à la température maximale pendant une période de temps 10 prédéterminée. En plus, une aptitude de démarrage du moteur peut être améliorée, et la génération de fumée blanche dans une condition de moteur à froid peut être réduite. En plus, la bobine de chauffage 2 est faite de l'alliage de Fe-Cr-Al, de sorte que la bobine 2 ait une excellente durabilité à une température élevée comme 1000 C. Par conséquent, même 15 lorsque la bobine 2 est chauffée d'une manière répétitive à une température élevée selon la commande de courant à PWM pendant une longue utilisation de la bougie 1, la bobine de chauffage 2 peut maintenir une propriété élevée de résistance à la chaleur pendant un long moment. 20 De plus, parce que la bobine de commande 3 est faite de Ni, une bobine de commande ayant une durabilité supérieure est produite à un coût bas lorsque comparée à celle d'un alliage de cobalt-fer utilisée pour une bougie de préchauffage conventionnelle. Du nickel a un coefficient de température positif de résistance inférieur à celui de l'alliage de cobalt-fer, de sorte qu'une performance d'autorégulation de température pour réguler la température de la 25 bobine 3 par elle-même est basse. Néanmoins, parce que la température de la bobine de commande est ajustée selon la commande de courant à PWM, la bobine de commande 3 n'est pas censée avoir un grand coefficient de température positif de résistance. En conséquence, la bobine 3 supérieure en durabilité peut être produite à un coût bas. En outre, le boîtier réchauffeur 4 est fait du matériau inconel, de sorte que le boîtier 4 soit supérieur en propriété de résistance à la chaleur. Par conséquent, même lorsque le boîtier 4 est chauffé d'une manière répétitive à une température élevée par les bobines selon la commande de courant à PWM pendant une longue utilisation de la bougie 1, le boîtier 4 peut accueillir 30 2910595 12 les bobines 2 et 3 avec une stabilité fiable sans aucune cassure, fusion ou déformation du boîtier 4. En conclusion, parce que la bougie de préchauffage 1 est composée de la bobine de chauffage 5 2 faite de l'alliage de Fe-Cr-Al, la bobine de commande 3 faite de Ni et le boîtier réchauffeur 4 fait du matériau inconel, la bougie de préchauffage 1 peut avoir une propriété élevée de résistance à la chaleur appropriée à la commande de courant à PWM. En conséquence, la température de la bougie de préchauffage 1 (c'est-à-dire, les températures 10 des bobines 2 et 3) peut facilement être régulée, et la bougie de préchauffage 1 peut avoir une excellente durabilité à la haute température. Comme une autre caractéristique de la bougie 1, la longueur L2 de la bobine de commande 3 est raccourcie dans une gamme allant de 5 à 12 mm de manière à ce que l'extrémité arrière de 15 la bobine 3 soit placée loin d'une zone de fixation (c'est-à-dire, une zone de l'extrémité de haut 51 du logement 5) entre le boîtier 4 et le logement 5. En d'autres termes, la longueur Al est établie de manière à être inférieure à une somme des longueurs L1 et L2. Avec cette structure, même lorsque des matières particulaires de carbone (ou de la suie de carbone) dérivées de carburant non brûlé sont tassées dans une ouverture formée autour de la bougie 1, le 20 changement de température de la bobine 3 peutêtre effectué d'une manière fiable selon la commande de courant à PWM. La raison est comme suit: Un puits de bougie est formé dans une paroi d'une chambre de combustion du moteur pour recevoir la bougie de préchauffage 1 de manière à ce qu'une portion avant du boîtier 4 se 25 projette dans la chambre, et une ouverture est inévitablement formée entre le boîtier 4 de la bougie 1 et une paroi entourant le puits de bougie. Lorsque la bougie 1 est utilisée pendant un long moment, l'ouverture est rembourrée ou tassée avec les matières particulaires de carbone. Les matières particulaires de carbone sont graduellement déposées sur une paroi externe du boîtier 4 tout en accroissant à partir de la zone de fixation vers le côté avant. 30 A supposer qu'une extrémité arrière d'une bobine de commande est placée à proximité de la zone de fixation, les matières particulaires de carbone sont facilement déposées sur une paroi externe d'une portion d'un boîtier réchauffeur entourant la bobine de commande. Dans ce cas, de la chaleur de la bobine est dispersée à travers les matières particulaires de carbone de sorte 13 2910595 qu'une relation prédéterminée entre une résistance de la bobine de commande et une puissance électrique alimentée à la bobine ne soit pas satisfaite. C'est-à-dire, même lorsqu'une puissance électrique prédéterminée est alimentée à la bobine pour soutenir la résistance de la bobine à une valeur prédéterminée comme planifié, la résistance de la bobine devient en 5 réalité inférieure à la valeur prédéterminée, une puissance électrique est excessivement alimentée à une bobine de chauffage. Par conséquent, un courant alimenté à la bobine de chauffage ne peut pas être commandé de manière adéquate, et la bobine de chauffage est parfois déconnectée ou cassée. 10 Au contraire, dans ce mode de réalisation, parce que l'extrémité arrière de la bobine de commande 3 est placée loin de la zone de fixation entre le boîtier 4 et le logement 5, les matières particulaires de carbone sont difficilement déposées sur une paroi externe d'une portion du boîtier 4 entourant la bobine de commande 3. Par conséquent, le chauffage excessif de la bobine de chauffage 2 peut être empêché. En conséquence, la commande de courant à 15 PWM pour alimenter un courant commandé à la bobine 3 peut être effectuée de manière adéquate sans être gênée par les matières particulaires de carbone. En plus, la longueur L2 de la bobine de commande 3 est raccourcie afin de diminuer une propriété de réduction de courant obtenue par l'augmentation de résistance avec une 20 augmentation de température. Par exemple, à supposer que la bobine de commande 3 a une longueur inférieure à 5 mm, il est difficile de commande la température de la bobine de chauffage 2. Néanmoins, dans ce mode de réalisation, la bobine de commande 3 a la longueur L2 égale à ou supérieure à 5 mm, et la réduction de courant en utilisant la bobine de commande 3 est commandée selon la commande de courant à PWM. 25 Par conséquent, la température de la bobine de chauffage 2 peut être ajustée d'une manière fiable. Comme encore une autre caractéristique de la bougie 1, le boîtier 4 est formé afin d'avoir trois 30 portions 41, 42 et 43, et ces portions sont façonnées par un martelage afin d'avoir des diamètres différents. Par conséquent, une différence en diamètre entre deux portions adjacentes l'une à l'autre devient petite lorsque comparée à un cas où un boîtier réchauffeur conventionnel a deux portions à diamètres différents. Plus spécifiquement, pour former le boîtier 4, un tuyau formé en forme de U en section et ayant un diamètre égal au diamètre D3 2910595 14 de la portion à diamètre supérieur 43 est préparé, les bobines 2 et 3 sont disposées dans le tuyau, et une poudre MgO est tassée dans le tuyau. Ensuite, une portion du tuyau est compressée par un martelage pour avoir un diamètre égal au diamètre D2 de la portion à diamètre moyen 42. Ensuite, une zone avant de la portion compressée du tuyau est à nouveau 5 compressée par un martelage pour avoir un diamètre égal au diamètre D 1 de la portion à diamètre inférieur 41. A supposer qu'un boîtier réchauffeur a seulement une portion à diamètre inférieur et une portion à diamètre supérieur et accueille une bobine de commande s'étendant dans les deux 10 portions, une différence en diamètre entre les portions devient grande. Par conséquent, une puissante force de compression est nécessaire pour former la portion à diamètre inférieur par un martelage. Pendant la formation de la portion à diamètre inférieur, une portion de la bobine de commande placée dans la portion à diamètre inférieur reçoit également la puissante force de compression, et il y a également une forte probabilité d'un fil électrique formant la portion 15 de la bobine de commande étant amincie de manière indésirable afin d'augmenter une résistivité électrique de la bobine. Par conséquent, il est difficile d'établir une résistance de la bobine de commande à une valeur cible. En d'autres termes, lorsque plusieurs bougies de préchauffage sont produites dans une production en masse, des valeurs de résistance de bobines de commande sont largement distribuées autour de la valeur cible. Dans ce cas, la 20 bobine de commande est chauffée de manière excessive ou insuffisante, de sorte que la température d'une bobine de chauffage ne puisse pas être correctement régulée. Au contraire, dans ce mode de réalisation, le boîtier 4 est formé pour avoir la portion à diamètre moyen 42 en plus de la portion à diamètre inférieur 41 et la portion à diamètre 25 supérieur 43, de sorte qu'une différence en diamètre entre les portions 41 et 42 devienne petite. Dans ce cas, même lorsque la bobine de commande 3 est placée dans les deux portions 41 et 42 (A2<L1+L2), une force de compression ajoutée à une portion de la bobine de commande 3 pendant la formation de la portion à diamètre inférieur 41 devient petite. Par conséquent, un fil électrique formant la portion de la bobine de commande 3 est difficilement 30 aminci, de sorte que la résistance de la bobine de commande 3 puisse avoir d'une manière fiable une valeur comme il est établi originellement. En conséquence, la bobine de commande 3 peut être chauffée comme planifié, de sorte que la température de la bobine de chauffage 2 puisse être correctement régulée. 2910595 15 En outre, la bobine de commande 3 entière est placée dans la portion à diamètre inférieur 41. En d'autres termes, une somme des longueurs L I et L2 des bobines 2 et 3 est établie de manière à être égale à ou inférieure la longueur A2 de la portion 41. Par conséquent, la bobine de commande 3 entière reçoit une petite force de compression pendant la formation de la 5 portion 1 par un martelage, de sorte que la bobine de commande 3 puisse avoir d'une manière fiable une résistance conçue originellement. En conséquence, la température de la bobine de chauffage 2 peut en plus être correctement régulée. Comme encore une autre caractéristique de la bougie 1, un fil électrique de chacune des 10 bobines 2 et 3 est établi pour avoir un large diamètre variant de 0,31 à 0,35 mm, lorsque comparé à un diamètre d'un fil électrique dans la bougie de préchauffage conventionnelle. Par conséquent, une densité de courant (ou densité dans une puissance électrique) dans chacune des bobines 2 et 3 peut être amoindrie. En conséquence, une durabilité des bobines 2 et 3 peut être améliorée encore plus. 15 En conséquence, la température de la bougie de préchauffage 1 peut en plus être facilement régulée, et la bougie de préchauffage 1 peut en plus avoir une excellente durabilité à une température élevée. 20 Dans ce mode de réalisation, le boîtier réchauffeur 4 de la bougie 1 a les trois portions 41, 42 et 43 ayant des diamètres différents. Néanmoins, le boîtier 4 peut avoir quatre ou davantage de portions ayant des diamètres différents de manière à ce que le diamètre du boîtier 4 soit rendu petit vers le côté avant. 25 En plus, dans ce mode de réalisation, la bougie de préchauffage 1 chauffe un mélange air-carburant rempli dans une chambre de combustion du moteur. Néanmoins, la bougie 1 peut chauffer un milieu chauffé quelconque disposé dans une chambre arbitraire. Exemple Comparatif Une bougie de préchauffage conventionnelle est montrée dans la Fig. 4 et la Fig. 5 comme étant un exemple comparatif La Fig. 4 est une vue avant en perspective d'une portion avant d'une bougie de préchauffage conventionnelle, tandis que la Fig. 5 est une vue avant de la portion avant de la bougie de préchauffage montrée dans la Fig. 4. Comme montré dans la 30 2910595 16 Fig. 4, une bougie de préchauffage 9 conventionnelle a une bobine de chauffage 92 faite d'un alliage de Ni-Cr, une bobine de commande 93 faite d'un alliage de Co-Fe, un boîtier réchauffeur 94 fait d'un acier inoxydable, et un logement 95. Une longueur L11 de la bobine 92 le long d'une direction axiale de la bougie 9 est égale à 10 mm. Une longueur L12 de la 5 bobine 93 le long de la direction axiale est égale à 24 mm afin d'être plus longue que la longueur de la bobine 3. Un fil électrique formant chacune des bobines 92 et 93 a un diamètre de 0,26 mm. Comme montré dans la Fig. 5, le boîtier 94 a une portion à diamètre inférieur 941 sur un côté 10 avant correspondant, une portion à diamètre supérieur 943 sur un côté arrière correspondant, et une portion conique 944 entre les portions 941 et 943. Chacune des portions 941 et 943 est formée sous une forme cylindrique. Un diamètre D11 de la portion 941 est égal à 3,5 mm. Un diamètre D13 de la portion 943 est égal à 5,0 mm. Une longueur A11 du boîtier 94 le long de la direction axiale varie de 30 à 36 mm. Une longueur Al2 de la portion 941 le long de la 15 direction axiale est égale à 26 mm. Par conséquent, une somme des longueurs L11 et L12 est supérieure à la longueur Al2. Dans ce cas, comme montré dans la Fig. 4, la bobine de commande 93 est placée dans les portions 941, 944 et 943. C'est-à-dire, une portion de la bobine de commande 93 est placée dans la portion conique 944, et une portion d'extrémité arrière 931 de la bobine de commande 93 est placée dans la portion à diamètre supérieur 943. 20 D'autres structures de la bougie 9 sont les mêmes que celles de la bougie 1. Dans cet exemple comparatif, à cause de la bobine de chauffage 92 faite d'un alliage de Ni-Cr et du boîtier réchauffeur 94 fait de l'acier inoxydable, il est difficile que la bougie 9 ait une 25 durabilité suffisante dans la circonférence d'une température élevée qui peut être atteinte selon la commande de courant à PWM. Il est difficile que la bobine de commande 93 faite de l'alliage de Co-Fe soit produite à un coût bas. En plus, la bobine de commande 93 a la longue longueur L12 afin d'atteindre une zone de 30 fixation entre le boîtier 94 et le logement 95. Lorsque des matières particulaires de carbone sont déposées sur une paroi externe du boîtier 94, un courant de la bobine 93 ne peut pas être commandé de manière précise. Plus spécifiquement, une ouverture d'un puits de bougie non occupé par la bougie 9 est rembourrée ou tassée avec des matières particulaires de carbone, et les matières particulaires de carbone sont facilement déposées sur une paroi externe du boîtier 2910595 17 94. Dans ce cas, une chaleur de la bobine 93 est facilement dissipée à travers les matières particulaires de carbone, de sorte qu'une relation prédéterminée entre une résistance de la bobine 93 et une puissance électrique alimentée à la bobine 93 ne soit pas satisfaite. Par conséquent, un courant électrique alimenté à la bobine de chauffage 92 ne peut pas être 5 commandé de manière adéquate, et la bobine de chauffage 94 est parfois déconnectée ou cassée. En plus, le boîtier 4 a seulement deux portions 941 et 943 à diamètres différents dans deux étages afin d'avoir une grande différence en diamètre entre les portions 941 et 943, et la 10 bobine de commande 94 est placée dans les deux portions 941 et 943. Par conséquent, une résistance de la bobine de commande 93 est facilement décalée depuis une valeur originellement conçue par un martelage à une grande probabilité, de sorte que la température de la bobine de chauffage 94 ne puisse pas être régulée de manière adéquate. 15 En outre, chacune des bobines 92 et 93 a un petit diamètre de 0,26 mm. Par conséquent, une densité de courant ou une densité de puissance dans chacune des bobines 93 et 94 devient grande. Dans ce cas, lorsqu'une grande quantité de courant électrique circule à travers les bobines 92 et 93, il y a une forte probabilité qu'une durabilité des bobines 92 et 93 puisse être affaiblie. 20 Expérimentation 1 L'inventeur de cette demande a entrepris un premier test de durabilité pour des échantillons d'une bougie de préchauffage et a identifié qu'une bobine de chauffage faite d'un alliage de 25 Fe-Cr-AI est supérieure en durabilité à une température élevée, lorsque comparée à une durabilité d'une bobine de chauffage faite d'un alliage de Ni-Cr. Des premiers échantillons de la bougie de préchauffage 1 ont été préparés comme des exemples expérimentaux selon le mode de réalisation montré dans la Fig. 1 à la Fig. 3. 30 Chaque premier échantillon a une bobine de chauffage 2 faite d'un alliage de Fe-Cr-Al. Des deuxièmes échantillons d'une bougie de préchauffage ont été préparés comme des exemples comparatifs. Chaque deuxième échantillon a une bobine de chauffage faite d'un alliage de Ni-Cr. Chacune des bobines de chauffage des premier et deuxième échantillons est faite d'un fil électrique dont un diamètre est établi à 0,31 mm selon ce mode de réalisation. Un boîtier 2910595 18 réchauffeur dans chacun des premier et deuxième échantillons est fait de SUS310 qui représente un acier inoxydable et est spécifié par les Standards Industriels Japonais. SUS310 contient du Nickel de 20% en poids et du chrome de 25 % en poids et contient légèrement du carbone, du silicium, du manganèse, du phosphore et du silicium. Les autres structures dans 5 chacun des premier et deuxième échantillons sont les mêmes que celles de la bougie de préchauffage 1 selon ce mode de réalisation. Dans ce test de durabilité, un courant commandé est alimenté à chaque échantillon dans un cycle de mise en marche-mise à l'arrêt établi à une minute jusqu'à ce qu'une bobine de 10 chauffage de l'échantillon soit cassée. Le nombre de cycles nécessaires pour la cassure de la bobine de chauffage est appelé un nombre de cycles de durabilité dans cette demande. Comme étant une tension électrique du courant, trois valeurs sont adoptées pour saturer des bobines de chauffage de trois échantillons à une première température maximale de 950 C, une deuxième température maximale de 1000 C, et une troisième température maximale de 15 1050 C, respectivement. Un test de durabilité est effectué pour chacune des températures maximales. Des résultats expérimentaux pour les échantillons sont montrés dans la Fig. 6. La Fig. 6 montre une relation entre une durabilité d'une bobine de chauffage et une température 20 maximale de la bobine de chauffage. Dans la Fig. 6, un résultat expérimental de chaque premier échantillon ayant une bobine de chauffage 2 qui est faite d'un alliage de Fe-Cr-AI est indiqué par un signe A, et un résultat expérimental de chaque deuxième échantillon ayant une bobine de chauffage qui est faite d'un alliage de Ni-Cr est indiqué par un signe O. Deux premiers échantillons et deux deuxièmes échantillons sont chauffés à la deuxième température 25 maximale d[e 1000 C. Comme montré dans la Fig. 6, l'on réalisera que, à mesure que la température maximale est augmentée, un nombre de cycles de durabilité est diminué. Par exemple, à la température maximale de 1000 C, la bobine de chauffage qui est faite d'un alliage de Ni-Cr est cassée 30 avant que le nombre de cycles de durabilité atteint 10000 cycles. Au contraire, la bobine de chauffage qui est faite d'un alliage de Fe-Cr-Al n'est pas cassée jusqu'à ce que le nombre de cycles de durabilité dépasse largement 10000 cycles. 2910595 19 En conséquence, une propriété de résistance à la chaleur de la bobine de chauffage 2 qui est faite de l'alliage de Fe-Cr-Al selon ce mode de réalisation peut être améliorée lorsque comparée à celle d'une bobine de chauffage qui est faite d'un alliage de Ni-Cr, et la bougie de préchauffage 1 avec la bobine de chauffage 2 qui est faite de l'alliage de Fe-Cr-Al peut avoir 5 d'une manière fiable une excellente durabilité à une température élevée comme 1000 C. Expérimentation 2 L'inventeur a entrepris un deuxième test de

durabilité pour des échantillons d'une bougie de 10 préchauffage et a identifié, sur la base des expérimentations, qu'un boîtier réchauffeur qui est fait d'un matériau inconel est supérieur en durabilité à une température élevée. Des premiers échantillons de la bougie de préchauffage 1 ont été préparés comme étant des exemples expérimentaux selon le mode de réalisation montré dans la Fig. 1 à la Fig. 3.

15 Chaque premier échantillon a un boîtier réchauffeur 4 qui est fait d'un matériau inconel. Des deuxièmes échantillons d'une bougie de préchauffage ont été préparés comme des exemples comparatifs. Chaque deuxième échantillon a un boîtier réchauffeur qui est fait de SUS310 représentant un acier inoxydable. Chacun des premier et deuxième échantillons a une bobine de chauffage 2 qui est faite d'un alliage de Fe-Cr-Al et une bobine de commande 3 qui est 20 faite de nickel selon le mode de réalisation. Chacune des bobines de chauffage 2 des premier et deuxième échantillons est faite d'un fil électrique dont un diamètre est établi à 0,31 mm selon le mode de réalisation. Les autres structures dans chacun des premier et deuxième échantillons sont les mêmes que celles de la bougie de préchauffage 1.

25 Ce test de durabilité est effectué de la même manière que dans le premier test de durabilité. Des résultats expérimentaux pour les échantillons sont montrés dans la Fig. 7. La Fig. 7 montre une relation entre une durabilité d'une bobine de chauffage et une température maximale de la bobine de chauffage. Dans la Fig. 7, un résultat expérimental de chaque 30 premier échantillon ayant un boîtier réchauffeur 4 qui est fait du matériau inconel est indiqué par un signe ^, et un résultat expérimental de chaque deuxième échantillon ayant un boîtier réchauffeur qui est fait de SUS310 est indiqué par un signe A.

20 2910595 Comme montré dans la Fig. 7, l'on réalisera que, à mesure que la température maximale est augmentée, un nombre de cycles de durabilité est diminué. Par exemple, à la température maximale de 1050 C, la bobine de chauffage accueillie dans le boîtier réchauffeur qui est fait d'un acier inoxydable est cassée avant que le nombre de cycles de durabilité n'atteint 10000 5 cycles. Au contraire, la bobine de chauffage accueillie dans le boîtier réchauffeur 4 qui est fait du matériau inconel n'est pas cassée jusqu'à ce que le nombre de cycles de durabilité dépasse largement 10000 cycles. En conséquence, une propriété de résistance à la chaleur de la bougie de préchauffage 1 ayant 10 le boîtier réchauffeur 4 qui est fait du matériau inconel selon ce mode de réalisation peut être améliorée lorsque comparée avec celle de la bougie de préchauffage ayant le boîtier réchauffeur qui est fait de l'acier inoxydable, et la bougie de préchauffage 1 avec le boîtier réchauffeur 4 qui est fait du matériau inconel peut avoir d'une manière fiable une excellente durabilité à une température élevée comme 1050 C.

15 Expérimentation 3 L'inventeur a entrepris un test de détermination de longueur de bobine pour la bougie de préchauffage 1 et a déterminé sur la base de l'expérimentation une gamme de la longueur L2 20 de la bobine de commande 3 nécessaire pour soutenir la température maximale de la bobine de chauffage 2 à 1000 C. Plusieurs échantillons d'une bougie de préchauffage ont été préparés de manière à ce que les bobines de commande des échantillons aient diverses longueurs incluant une gamme allant de 25 5 à 12 mm. La bobine de chauffage 2 de chaque échantillon a été faite d'un fil électrique dont un diamètre a été établi à 0,31 mm selon le mode de réalisation. La longueur L 1 de la bobine de chauffage 2 de chaque échantillon a été établie à 10 mm. D'autres structures des échantillons sont les mêmes que celles de la bougie de préchauffage 1 selon le mode de réalisation.

30 Dans ce test, le facteur de marche dans le courant commandé est établi à 100% dans la commande de courant à PWM, et une tension électrique classée du courant commandé appliquée aux bobines 2 et 3 est établie à 4,7 V. La tension électrique appliquée du courant commandé est inévitablement fluctuée pendant l'exploitation de la bougie de préchauffage 1 21 2910595 par un changement en tension électrique a variant de -0,3 à +0,3 V. Par conséquent, en plus d'une expérimentation établie à la tension électrique appliquée de 4,7 V, une expérimentation établie à la tension électrique appliquée de 4,4 V (4,7 ù a) et une expérimentation établie à la tension électrique appliquée de 5,0 V (4,7 V + a) ont été effectuées.

5 La Fig. 8 montre une relation entre une longueur d'une bobine de commande et une température maximale d'une bobine de chauffage pour chacune des trois valeurs de la tension électrique appliquée. Dans la Fig. 8, chaque résultat expérimental correspondant à une tension électrique appliquée établie à 4,7 V est indiqué par un signe O indique un résultat 10 expérimental obtenu lorsqu'une tension électrique appliquée du courant commandé est établie à la tension électrique classée de 4,7 V. Chaque résultat expérimental correspondant à une tension électrique appliquée établie à 4,4 V est indiqué par un signe A. Chaque résultat expérimental correspondant à une tension électrique appliquée établie à 5,0 V est indiqué par un signe D.

15 Comme montré dans la Fig. 8, l'on réalisera que, lorsque la longueur L2 de la bobine de commande 3 est établie dans une gamme allant de 5 à 12 mm, la bobine de chauffage 2 est chauffée à la température maximale de 1000 C même lorsque la tension électrique appliquée est fluctuée autour de la tension électrique classée. En plus, sous la commande de courant à 20 PWM, lorsque la longueur L2 de la bobine de commande 3 est inférieure à 5 mm, un courant électrique circule excessivement à travers la bobine de chauffage 2. Par conséquent, la température de la bobine de chauffage 2 est excessivement soutenue, et une durabilité de la bobine de chauffage 2 peut être diminuée. Au contraire, Lorsque la longueur L2 de la bobine de commande 3 est supérieure à 12 mm, un courant électrique circule de manière insuffisante 25 à travers la bobine de chauffage 2. Par conséquent, la température de la bobine de chauffage 2 est soutenue de manière insuffisante, de sorte qu'une efficacité de combustion dans le moteur puisse être détériorée. En conséquence, lorsque la longueur L2 de la bobine de commande 3 est établie dans une 30 gamme allant de 5 à 12 mm, la bobine de chauffage 2 peut avoir une excellente durabilité et peut être chauffée de manière appropriée. Expérimentation 4 22 2910595 L'inventeur a examiné l'influence de matières de carbone déposées sur un boîtier réchauffeur d'une bougie de préchauffage et a identifié que la bobine de commande 3 établie à la longueur de 12 mm est appropriée pour chauffer un mélange air-carburant sans recevoir la moindre influence inverse depuis des matières particulaires de carbone.

5 Une pluralité de bougies de préchauffage 1 montrées dans la Fig. 1 et la Fig. 2 ont été préparées. Chaque bougie 1 a la bobine de commande 3 établie à la longueur L2 de 12 mm. Une pluralité de bougies de préchauffage 9 montrées dans la Fig. 4 et la Fig. 5 ont été préparées. Chaque bougie 9 a la bobine de commande 93 établie à la longueur L12 de 24 mm.

10 En plus, chacune des bougies 1 a la bobine de chauffage 2 établie à la longueur L1 de 10 mm et le boîtier 4 établi à la longueur Al de 36 mm. Chacune des bougies 9 a la bobine de chauffage 92 établie à la longueur L11 de 10 mm et le boîtier 94 établi à la longueur A 11 de 36 mm. Un fil électrique de chacune des bobines 2, 3, 92 et 93 a un diamètre de 0,31 mm.

15 La Fig. 9 montre une relation entre une longueur de matières particulaires de carbone tassées et la température maximale de la bobine de chauffage 2 pour chacune des longueurs L2 et L12 d'une bobine de commande. La Fig. 10 est une vue en coupe d'un puits de bougie pénétrant à travers une paroi d'une chambre de combustion. Chacune de la Fig.

11A, la Fig.

11B, la Fig.

11C, la Fig.

12A, la Fig.

12B et la Fig.

12C est une vue d'explication montrant des matières 20 particulaires de carbone tassées dans le puits de bougie recevant une bougie de préchauffage. La Fig.

11A montre les matières particulaires de carbone déposées par une longueur de 10 mm le long de la direction axiale, la Fig.

11B montre les matières particulaires de carbone déposées par une longueur de 15 mm le long de la direction axiale, et la Fig.

11C montre les matières particulaires de carbone déposées par une longueur de 20 mm le long de la direction 25 axiale. La Fig.

12A montre les matières particulaires de carbone déposées par une longueur de 25 mm le long de la direction axiale, la Fig.

12B montre les matières particulaires de carbone déposées par une longueur de 30 mm le long de la direction axiale et la Fig.

12C montre les matières particulaires de carbone déposées par une longueur de 33 mm le long de la direction axiale.

30 Comme montré dans la Fig.

11A, la Fig.

11B, la Fig.

11C, la Fig.

12A, la Fig.

12B et la Fig.

12C, chacune des bougies de préchauffage 1 et 9 a été insérée dans le puits de bougie 6, et des matières particulaires de carbone C ont été déposées de force sur le boîtier 4 ou 94 de la bougie de préchauffage comme des expérimentations. Une quantité des matières particulaires 23 2910595 de carbone déposées a été ajustée pour obtenir des échantillons inventifs ayant les matières particulaires de carbone déposées sur les boîtiers 4 des bougies 1 par une longueur de 10 mm, une longueur de 15 mm, une longueur de 20 mm, une longueur de 25 mm, une longueur de 30 mm et une longueur de 33 mm, respectivement. En plus, de la même manière, des 5 échantillons comparatifs ont été obtenus afin d'avoir les matières particulaires de carbone déposées sur les boîtiers 94 des bougies 9 par une longueur de 10 mm, une longueur de 15 mm, une longueur de 20 mm, une longueur de 25 mm, une longueur de 30 mm et une longueur de 33 mm, respectivement.

10 Ensuite, une tension électrique établie à 4,7 V a été alimentée aux bobines de chaque échantillon pendant une minute de manière à ce que la bobine de chauffage atteigne sa température maximale. La température de la bobine de chauffage dans chaque échantillon a été mesurée. Des résultats mesurés sont montrés dans la Fig. 9. Dans la Fig. 9, des résultats mesurés des échantillons inventifs sont indiqués par 0 et •, et des résultats mesurés des 15 échantillons comparatifs sont indiqués par les signes o et •. Les échantillons n'ayant aucune matière particulaire de carbone tassée sont indiqués par les signes 0 et o. Comme montré dans la Fig. 9, la bobine de chauffage 92 de la bougie 9 est largement soutenue à la température supérieure à 1050 C lorsque les matières particulaires de carbone 20 s'étendent depuis l'extrémité avant du logement 95 vers le côté avant par la longueur variant de 15 mm à 25 mm. Au contraire, la bobine de chauffage 2 de la bougie 1 est légèrement soutenue à la température variant entre 1000 C et 1050 C lorsque lesmatières particulaires de carbone s'étendent depuis l'extrémité avant 51 du logement 5 vers le côté avant par la longueur variant de 15 mm à 25 mm.

25 En conséquence, la bougie de préchauffage 1 selon ce mode de réalisation peut supprimer un chauffage excessif de la bobine de chauffage 2 afin d'avoir une excellente durabilité, et un mélange air-carburant peut être chauffé de manière adéquate.

30 En plus, lorsque la longueur des matières particulaires de carbone atteint 30 mm ou plus, les températures des bobines de chauffage 2 et 92 sont diminuées. La raison est comme suit. Les matières particulaires de carbone s'étendant par la longueur de 30 mm ou plus atteignent une portion du boîtier réchauffeur entourant la bobine de chauffage, et une chaleur de la bobine de chauffage est dissipée à la paroi de la chambre à travers les matières particulaires de carbone.

24 2910595 Par conséquent, les températures des bobines de chauffage 2 et 92 sont diminuées. Néanmoins, dans une exploitation effective du moteur, la longueur des matières particulaires de carbone n'atteint pas 30 mm.

5 Expérimentation 5 L'inventeur a analysé une influence d'un martelage sur la résistance d'une bobine de commande en comparant une distribution de valeurs de résistance d'échantillons de la bobine de commande 3 et une distribution de valeurs de résistance d'échantillons de la bobine de 10 commande 93. Plus spécifiquement, dix premiers échantillons inventifs de la bougie de préchauffage 1 montrée dans la Fig. 1 à la Fig. 3 ont été préparés. Chaque premier échantillon inventif a la bobine de chauffage 2 établie à la longueur L1 de 10 mm, la bobine de commande 3 établie à 15 la longueur L2 de 12 mm, et la portion à diamètre inférieur 41 établie à la longueur A2 de 24 mm. Parce que la longueur A2 est supérieure à la somme de L1 et L2, la bobine de commande entière 3 est placée dans la portion à diamètre inférieur 41. Dix deuxièmes échantillons inventifs de la bougie de préchauffage 1 ont été préparés. Chaque deuxième échantillon inventif a la bobine de chauffage 2 établie à la longueur L1 de 10 mm, la bobine de 20 commande 3 établie à la longueur L2 de 12 mm, et la portion à diamètre inférieur 41 établie à la longueur A2 de 16 mm. Parce que la longueur A2 est inférieure à une somme de L1 et L2, une portion majeure de la bobine de commande 3 est placée dans la portion à diamètre inférieur 41, et une portion arrière de la bobine de commande 3 est placée dans la première portion conique 441. Dix échantillons comparatifs de la bougie de préchauffage 9 montrée 25 dans la Fig. 4 et la Fig. 5 ont été préparés. Chaque échantillon comparatif a la bobine de chauffage 92 établie à la longueur L11 de 10 mm, la bobine de commande 93 établie à la longueur L12 de 24 mm, et la portion à diamètre inférieur 941 établie à la longueur Al2 de 26 mm. Parce que la longueur Al2 est inférieure à une somme de L11 et L12, une portion majeure de la bobine de commande 93 est placée dans la portion à diamètre inférieur 941, et 30 une portion arrière de la bobine de commande 93 est placée dans la première portion conique 944 et la portion à diamètre supérieur 943. Des tailles des premiers échantillons inventifs, des deuxièmes échantillons inventifs et des échantillons comparatifs sont montrées dans le Tableau 1.

2910595 Tableau 1 Echantillons Premiers Deuxièmes comparatifs échantillons échantillons inventifs inventifs L11 10 L1 10 10 L12 24 L2 12 12 Al2 26 A2 24 16 Dl 1 3,5 Dl 3,5 3,5 D2 4 4 D13 5 D3 5 5 (Unité: mm) La résistance de la bobine de commande dans chaque échantillon a été mesurée. Des valeurs 10 de résistance mesurées des bobines de commande dans les échantillons sont montrées dans la Fig. 13. Comme montré dans la Fig. 13, l'on réalisera que des valeurs de résistance des bobines de commande 93 dans les échantillons comparatifs sont largement distribuées autour d'une 15 valeur cible Rt dans une gamme allant de (1 - 0,05)Rt à (1 + 0,05)Rt. Au contraire, des valeurs de résistance des bobines de commande 3 dans les premier et deuxième échantillons inventifs sont étroitement distribuées autour de la valeur cible Rt dans une gamme allant de (1 û 0,04)Rt à (1 + 0,04)Rt.

20 En conséquence, un changement en résistance de la bobine de commande 3 peut être réduit dans la bougie de préchauffage 1 même lorsqu'une portion de la bobine de commande 3 est placée dans la première portion conique 441, de sorte que la portion de chauffage 2 puisse avoir une excellente durabilité. La raison que le changement est réduit dans la bougie de préchauffage 1 est comme suit. La bougie de préchauffage 1 a la portion à diamètre moyen 42 25 5 26 2910595 en plus des portions 41 et 43, de sorte qu'une différence entre D 1 et D2 soit établie de manière à être petite. Dans ce cas, lorsque le boîtier 4 est formé par un martelage, aucune puissante force externe n'est ajoutée à la bobine de commande 3. Par conséquent, un fil électrique formant la bobine de commande 3 n'est pas aminci, de sorte que la résistance de la bobine de 5 commande 3 est difficilement faite varier par un martelage même lorsqu'une portion de la bobine de commande 3 est placée dans la première portion conique 441. Expérimentation 6 10 L'inventeur a entrepris un troisième test de durabilité tout en changeant un diamètre d'un fil électrique formant la bobine de chauffage 2 et a identifié que la bobine de chauffage 2 formée par un fil électrique ayant un diamètre de 0,31 mm ou plus a une excellente durabilité. Une pluralité de premiers échantillons inventifs de la bougie de préchauffage 1 montrée dans 15 la Fig. 1 ,et la Fig. 2, une pluralité de deuxièmes échantillons inventifs de la bougie de préchauffage 1 montrée dans la Fig. 1 et la Fig. 2 et une pluralité d'échantillons comparatifs de la bougie de préchauffage 9 montrée dans la Fig. 4 et la Fig. 5 ont été préparés. Chaque premier échantillon inventif a une bobine de chauffage 2 formée d'un fil électrique ayant un diamètre de 0,31 mm. Chaque deuxième échantillon inventif a une bobine de chauffage 2 20 formée d'un fil électrique ayant un diamètre de 0,35 mm. Chaque échantillon comparatif a une bobine de chauffage 92 formée d'un fil électrique ayant un diamètre de 0,26 mm. La bobine de chauffage de chaque échantillon est faite d'un alliage de Fe-Cr-Al. Un boîtier réchauffeur de chaque échantillon est fait de SUS310 représentant un acier inoxydable. Une bobine de commande de chaque échantillon est faite de Ni et est formée d'un fil électrique ayant un 25 diamètre de 0,31 mm. Ce test de durabilité est effectué de la même manière que dans le premier test de durabilité. Des résultats expérimentaux pour les échantillons sont montrés dans la Fig. 14. La Fig. 14 30 montre une relation entre une durabilité de la bobine de chauffage et une température maximale de la bobine de chauffage. Dans la Fig. 14, des résultats expérimentaux pour les échantillons comparatifs (diamètre de 0, 26 mm) sont indiqués par des signes ^, des résultats expérimentaux pour les premiers échantillons inventifs (diamètre de 0,31 mm) sont indiqués 2910595 27 par des signes •, et des résultats expérimentaux pour les deuxièmes échantillons inventifs (diamètre de 0, 35 mm) sont indiqués par des signes 0. Comme montré dans la Fig. 14, l'on réalisera que, à mesure que le diamètre d'un fil électrique 5 formant la bobine de chauffage est augmenté, la durabilité de la bobine de chauffage est soutenue. Lorsque le diamètre d'un fil électrique formant la bobine de chauffage est établi de manière à être égal à ou supérieur à 0,31 mm, le nombre de cycles de durabilité dépasse largement 10000 à la température maximale de 1000 C, et la bobine de chauffage a une excellente durabilité.

10 En conséquence, la bobine de chauffage 2 selon ce mode de réalisation peut avoir une excellente durabilité à une température élevée comme 1000 C. Expérimentation 7 L'inventeur a entrepris un quatrième test de durabilité tout en changeant un diamètre d'un fil électrique formant la bobine de commande 3 et a identifié que, lorsque la bobine de commande 3 est formée par un fil électrique ayant un diamètre de 0,31 mm ou plus, la bobine de chauffage 2 a une excellente durabilité.

20 Une pluralité de premiers échantillons inventifs de la bougie de préchauffage 1 montré dans la Fig. 1 et la Fig. 2, une pluralité de deuxièmes échantillons inventifs de la bougie de préchauffage 1 montrée dans la Fig. 1 et la Fig. 2 et une pluralité d'échantillons comparatifs de la bougie de préchauffage 9 montrée dans la Fig. 4 et la Fig. 5 ont été préparés. Chaque 25 premier échantillon inventif a une bobine de commande 3 formée d'un fil électrique ayant un diamètre de 0,31 mm. Chaque deuxième échantillon inventif a une bobine de commande 3 formée d'un fil électrique ayant un diamètre de 0,35 mm. Chaque échantillon comparatif a une bobine de commande 93 formée d'un fil électrique ayant un diamètre de 0,26 mm. La bobine de commande de chaque échantillon est faite de Ni. La bobine de chauffage de chaque 30 échantillon est faite d'un alliage de Fe-Cr-Al et est formée d'un fil électrique ayant un diamètre de 0, 31 mm. Un boîtier réchauffeur de chaque échantillon est fait de SUS310 représentant un acier inoxydable. Ce test de durabilité est fait de la même manière que dans le premier test de durabilité.

15 28 2910595 Des résultats expérimentaux pour les échantillons sont montrés dans la Fig. 15. La Fig. 15 montre une relation entre une durabilité de la bobine de chauffage et une température maximale de la bobine de chauffage. Dans la Fig. 15, des résultats expérimentaux pour les 5 échantillons comparatifs (diamètre de 0,26 mm) sont indiqués par des signes ^, des résultats expérimentaux pour les premiers échantillons inventifs (diamètre de 0,31 mm) sont indiqués par des signes A, et des résultats expérimentaux pour les deuxièmes échantillons inventifs (diamètre de 0,35 mm) sont indiqués par des signes •.

10 Comme montré dans la Fig. 15, à mesure que le diamètre d'un fil électrique formant la bobine de commande est augmenté, la durabilité de la bobine de chauffage est soutenue. Lorsque le diamètre d'un fil électrique formant la bobine de commande est établi pour être égal à ou supérieur à 0,31 mm, le nombre de cycles de durabilité dépasse largement 10000 à la température maximale de 1000 C, et la bobine de chauffage a une excellente durabilité.

15 En conséquence, la bobine de chauffage 2 selon ce mode de réalisation peut avoir une excellente durabilité a une température élevée comme 1000 C. 20 25 30 29

Claims (7)

1. REVENDICATIONS

   : 1. Bougie de préchauffage comprenant: 10 une bobine de chauffage faite d'un alliage de fer, de chrome et d'aluminium; une bobine de commande faite de nickel et reliée en série à la bobine de chauffage; une ligne d'alimentation en courant à travers laquelle un courant électrique ajusté selon une 15 commande de modulation de largeur d'impulsions est alimenté à la bobine de commande et la bobine de chauffage pour chauffer la bobine de chauffage à une température maximale tout en soutenant une résistance de la bobine de commande; et un boîtier réchauffeur, fait d'un matériau inconel, qui accueille la bobine de chauffage et la 20 bobine de commande afin de disposer la bobine de commande sur un côté arrière de la bobine de chauffage et isole la bobine de chauffage et la bobine de commande d'un milieu chauffé disposé à l'extérieur du boîtier réchauffeur, le milieu chauffé étant chauffé par la bobine de chauffage à travers le boîtier réchauffeur. 25
2. 2. Bougie de préchauffage selon la revendication 1, dans laquelle une longueur de la bobine de commande le long d'une direction axiale du boîtier réchauffeur est établie dans une gamme allant de 5 à 12 mm.
3. 3. Bougie de préchauffage selon la revendication 1, comprenant en plus un logement qui 30 maintient une extrémité arrière du boîtier réchauffeur, où une somme de la longueur de la bobine de commande et une longueur de la bobine de chauffage le long de la direction axiale est inférieure à une longueur du boîtier réchauffeur de manière à ce que la bobine de commande soit placée hors d'une portion arrière d'un boîtier réchauffeur faisant face au logement. 2910595 30
4. 4. Bougie de préchauffage selon la revendication 1, où le boîtier réchauffeur a trois portions cylindriques ou plus ayant des diamètres différents de manière à ce que le diamètre du boîtier réchauffeur soit devienne petit vers un côté avant opposé au côté arrière.
5. 5. Bougie de préchauffage selon la revendication 4, où la bobine de commande est disposée uniquement dans la portion cylindrique qui a le diamètre le plus petit parmi ceux des portions cylindriques et est disposée sur le côté avant. 10
6. 6. Bougie de préchauffage selon la revendication 4, où le boîtier réchauffeur a en plus une portion conique disposée entre une portion cylindrique, ayant le diamètre le plus petit parmi ceux des portions cylindriques et disposée sur le côté avant, et une autre portion des portions cylindriques adjacentes à la portion cylindrique ayant le diamètre le plus petit, et la bobine de commande est uniquement disposée à la fois dans la portion cylindrique ayant le diamètre le 15 plus petit et la portion conique.
7. 7. Bougie de préchauffage selon la revendication 1, où chacune des bobines de chauffage et de commande est faite d'un fil dont un diamètre est établi dans une gamme allant de 0,31 à 0,35 mm. 20 25 30