[go: up one dir, main page]

BRPI0713451A2 - spark plug - Google Patents

spark plug Download PDF

Info

Publication number
BRPI0713451A2
BRPI0713451A2 BRPI0713451-7A BRPI0713451A BRPI0713451A2 BR PI0713451 A2 BRPI0713451 A2 BR PI0713451A2 BR PI0713451 A BRPI0713451 A BR PI0713451A BR PI0713451 A2 BRPI0713451 A2 BR PI0713451A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
spark plug
insulator
plug according
approximately
ppm
Prior art date
Application number
BRPI0713451-7A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
William J Walker
Original Assignee
Federal Mogul Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Corp filed Critical Federal Mogul Corp
Priority claimed from PCT/US2007/071282 external-priority patent/WO2007149772A2/en
Publication of BRPI0713451A2 publication Critical patent/BRPI0713451A2/en

Links

Landscapes

  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

VELA DE IGNIçãO. Um isolador de vela de ignição tendo alta intensidade dielétrica, alta densidade, e uma propriedade óptica que permite a passagem de luz.Spark plug. A spark plug insulator having high dielectric strength, high density, and an optical property that allows light to pass through.

Description

"VELA DE IGNIÇAO""SPARK PLUG"

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO CORRELATOCROSS-REFERENCE REQUEST REFERENCE

Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório US 60/815.946, depositado em 23 de junho de 2006, a inteira revelação do pedido provisório sendo considerada parte da revelação deste pedido e incorporada aqui pela referência.This application claims the benefit of provisional application US 60 / 815,946 filed June 23, 2006, the entire disclosure of the provisional application being considered part of the disclosure of this application and incorporated herein by reference.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

A presente invenção é direcionada para um isolador de vela de ignição tendo uma alta intensidade dielétrica, alta densidade, grão fino, e uma propriedade óptica que permite a passagem de luz.The present invention is directed to a spark plug insulator having a high dielectric intensity, high density, fine grain, and an optical property that allows light to pass through.

Um exemplo de vela de ignição é ilustrado na fig. 1 tendo um invólucro externo 20 presa a um isolador 30. O eletrodo central 50 e o terminal 40 são, pelo menos parcialmente, presos dentro do isolador 30. O isolador 30 isola o terminal carregado 40 e o eletrodo central 50 do eletrodo terra 22. O isolador 30 também separa o terminal 40 e o eletrodo central 50 das interferências elétricas externas.An example of a spark plug is illustrated in fig. 1 having an outer shell 20 attached to an insulator 30. Central electrode 50 and terminal 40 are at least partially secured within insulator 30. Isolator 30 isolates charged terminal 40 and central electrode 50 from ground electrode 22. Isolator 30 also separates terminal 40 and central electrode 50 from external electrical interference.

A medida que os fabricantes aumentam continuamente a complexidade e reduzem o tamanho dos motores de combustão interna, há uma forte necessidade de velas de ignição que sejam menores e ocupem menos espaço. Correntemente, o tamanho da vela de ignição, particularmente o diâmetro da vela de ignição, está limitado na redução adicional devido à intensidade dielétrica exigida do isolador sobre o tempo de vida útil da vela.As manufacturers continually increase complexity and reduce the size of internal combustion engines, there is a strong need for smaller spark plugs that take up less space. Currently, the size of the spark plug, particularly the diameter of the spark plug, is limited in further reduction due to the required dielectric strength of the insulator over the service life of the spark plug.

A intensidade dielétrica está diretamente relacionada à espessura exigida para as paredes do isolador. Outro fator limitando a redução de tamanho é que mais fabricantes estão demandando um tempo de vida útil mais longo das velas de ignição, exigindo tempos de vida útil de 160.934 quilômetros, 244401 quilômetros e 281635 quilômetros das velas de ignição. Quanto mais longo o tempo de vida útil desejado, maior a intensidade dielétrica exigida. No passado, o caminho comum para aumentar o tempo de vida útil ou a intensidade dielétrica de uma vela de ignição foi aumentar a espessura das paredes do isolador. Entretanto, a demanda corrente para velas de ignição mais compactas para motores modernos impede o uso de isoladores de parede mais espessos.The dielectric intensity is directly related to the thickness required for the insulator walls. Another factor limiting downsizing is that more manufacturers are demanding longer spark plug life, requiring 160,934 kilometers, 24,440 kilometers and 281635 kilometers of spark plugs. The longer the desired service life, the greater the dielectric strength required. In the past, the common way to increase the service life or dielectric intensity of a spark plug has been to increase the thickness of the insulator walls. However, current demand for more compact spark plugs for modern engines prevents the use of thicker wall insulators.

O recente movimento para atuadores de válvula eletromecânicos no lugar de eixos de came para aperfeiçoar a eficiência de combustível e a potência também é esperado para aumentar a demanda por velas de ignição mais finas e menores. A demanda por intensidade dielétrica mais alta também está sendo conduzida pelos desenvolvimentos recentes e tendências nos motores de combustão interna modernos. Para aperfeiçoar a economia de combustível e aumentar o desempenho, os motores estão sendo projetados com compressão mais alta e motores turbocarregados estão se tornando mais comuns. Fazer a centelha saltar o vão de centelha sob compressão mais alta exige voltagem mais alta e, portanto, intensidade dielétrica mais alta em um isolador. Portanto, é necessário um isolador para uma vela de ignição tendo intensidade dielétrica aumentada tendo espessura de parede e tamanho reduzidos.The recent move to electromechanical valve actuators in place of cam shafts to improve fuel efficiency and power is also expected to increase demand for thinner and smaller spark plugs. Demand for higher dielectric intensity is also being driven by recent developments and trends in modern internal combustion engines. To improve fuel economy and increase performance, engines are being engineered with higher compression and turbocharged engines are becoming more common. Making the spark bounce the spark gap under higher compression requires higher voltage and therefore higher dielectric intensity in an insulator. Therefore, an insulator is required for a spark plug having increased dielectric strength having reduced wall thickness and size.

Velas de ignição modernas são, tipicamente, formadas de uma composição de alumina com outros aditivos exclusivos para um determinado fabricante de vela de ignição. Quando formada, a alumina com os componentes exclusivos forma, tipicamente, um isolador cerâmico que é branco e não transparente. De fato, os inventores não estão cientes de quaisquer velas de ignição correntes onde o isolador permita a transmissão de luz, de modo que o isolador mostre visivelmente a centelha dentro da câmara de combustão sob iluminação normal, muito menos à luz do sol. Embora alguns isoladores passados formados a partir de um material amorfo, como vidro, fossem transparentes, esses isoladores não vão ao encontro da intensidade dielétrica exigida pelos motores de combustão interna modernos e, especialmente, das exigências de tamanho correntes, na medida em que era exigida uma espessura de parede muito maior desses isoladores transparentes anteriores mesmo sob exigências de intensidade dielétrica reduzida. No diagnóstico de vários problemas de motor, seria desejável ver no cilindro ou em uma visão mínima a combustão para determinar se há um problema com a centelha ocorrendo no cilindro. Correntemente, para determinar se há um problema com a ignição elétrica, os fios de vela de ignição, ou as velas de ignição, sobre um veículo, são exigidos testes especiais. Portanto, é desejável ver a centelha ocorrer na câmara de combustão do cilindro enquanto ainda retendo uma vela de ignição tendo alta intensidade dielétrica e qualidades mecânicas desejáveis, incluindo o diâmetro do isolador.Modern spark plugs are typically formed of an alumina composition with other additives unique to a particular spark plug manufacturer. When formed, alumina with the unique components typically forms a ceramic insulator that is white and non-transparent. In fact, the inventors are not aware of any current spark plugs where the insulator permits light transmission, so that the insulator visibly shows the spark inside the combustion chamber under normal lighting, much less in sunlight. Although some past insulators formed from an amorphous material, such as glass, were transparent, these insulators do not meet the dielectric strength required by modern internal combustion engines and especially the current size requirements as required. a much larger wall thickness of these earlier transparent insulators even under reduced dielectric intensity requirements. In diagnosing various engine problems, it would be desirable to see in the cylinder or in a minimal view the combustion to determine if there is a spark problem occurring in the cylinder. Currently, to determine if there is a problem with electric ignition, spark plug wires or spark plugs on a vehicle require special testing. Therefore, it is desirable to see the spark occur in the cylinder combustion chamber while still retaining a spark plug having high dielectric strength and desirable mechanical qualities, including the diameter of the insulator.

O isolador 30 é tradicionalmente fundido e vitrificado para prover uma superfície lisa sobre a porção terminal 12 do isolador 30. A esmaltagem é exigida para impedir a descarga que pode ocorrer sobre isoladores não-vitrificados 30 sobre a porção terminal 12. Para reduzir os custos e o tempo de fabricação, é desejável não esmaltar os isoladores, entretanto, correntemente, sem etapas de processamento adicionais, a superfície externa do isolador não pode ser feita com a uniformidade exigida para impedir o descarga e, portanto, deve ser esmaltada.The insulator 30 is traditionally fused and glazed to provide a smooth surface over the terminal portion 12 of the insulator 30. Enameling is required to prevent unloading which may occur on unglazed insulators 30 over the terminal portion 12. To reduce costs and As manufacturing time is desirable, it is desirable not to enamel the insulators, however, currently, without further processing steps, the outer surface of the insulator cannot be made to the uniformity required to prevent discharge and must therefore be enamelled.

A porção de extremidade de disparo ou nariz de núcleo 14 do isolador 30 é tipicamente não-esmaltada devido ao custo do processo de esmaltagem, na medida em que o descarga não é geralmente um problema para essa porção da vela de ignição. Portanto, a porção de extremidade de disparo ou nariz de núcleo do isolador 30 tradicionalmente tem uma superfície áspera que pode atrair depósitos a partir do processo de combustão no cilindro, o que pode afetar prejudicialmente o disparo da vela de ignição. Em motores que não estejam corretamente regulados, que não estejam operando eficientemente, ou que tenham problemas mecânicos, como vazamento de óleo para dentro do cilindro, durante o processo de combustão, esses depósitos podem rápida e significativamente se formar para eventualmente criar um conduto elétrico entre o eletrodo central 50 e o invólucro 20 de resistência mais baixa, saltando, então, o vão de vela de ignição, o que, por sua vez, impede a vela de ignição de prover o perfil de centelhamento apropriado para inflamar eficientemente os gases no cilindro.The firing end portion or core nose 14 of the insulator 30 is typically unglazed due to the cost of the glazing process, as discharge is generally not a problem for that spark plug portion. Therefore, the firing end portion or core nose of insulator 30 traditionally has a roughened surface that can attract deposits from the combustion process in the cylinder, which can detrimentally affect spark plug firing. In engines that are not properly tuned, that are not operating efficiently, or that have mechanical problems, such as oil leaking into the cylinder during the combustion process, these deposits can quickly and significantly form to eventually create an electrical conduit between the central electrode 50 and the lower strength housing 20, thereby bouncing the spark plug gap, which in turn prevents the spark plug from providing the proper spark profile to efficiently ignite the gases in the cylinder .

Motores de dois ciclos também podem formar depósitos devido ao óleo presente no cilindro durante a combustão. Portanto, é desejável desenvolver um material para o uso como um isolador de vela de ignição que tenha uma superfície mais lisa que não exija esmaltagem ou outros processos de acabamento.Two-cycle engines can also form deposits due to oil in the cylinder during combustion. Therefore, it is desirable to develop a material for use as a spark plug insulator that has a smoother surface that does not require glazing or other finishing processes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

A presente invenção é direcionada para um isolador de vela de ignição tendo uma alta intensidade dielétrica, excelentes propriedades mecânicas e propriedades ópticas que permitem a passagem de luz a partir da extremidade de disparo da vela de ignição para a porção terminal. Foi descoberto que: (1) um isolador transparente de algum modo para vela de ignição que permite mostrar o centelhamento e o processo de combustão na câmara através de transmissão de luz, e (2) um isolador para uma vela de ignição tendo alta intensidade dielétrica e excelentes propriedades mecânicas que permite uma vela de ignição mais fina podem ser criados através do uso de um material para formar o isolador que é pelo menos 99% de Al2O3 policristalino com outros materiais traço e óxidos de metal. Para formar esses isoladores de Al2O3 de alta pureza, os óxidos de metal atuam como uma ajuda de sinterização e um inibidor de crescimento de grão.The present invention is directed to a spark plug insulator having a high dielectric intensity, excellent mechanical properties and optical properties that allow light to pass from the spark plug firing end to the terminal portion. It has been found that: (1) a somewhat transparent spark plug insulator that allows for the spark and combustion process to be shown in the chamber by light transmission, and (2) a spark plug insulator having high dielectric intensity. and excellent mechanical properties allowing a thinner spark plug can be created by using a material to form the insulator which is at least 99% polycrystalline Al2O3 with other trace materials and metal oxides. To form these high purity Al2O3 insulators, metal oxides act as a sintering aid and a grain growth inhibitor.

O escopo adicional da aplicabilidade da presente invenção se tornará visível a partir da descrição detalhada a seguir, reivindicações e desenhos. Entretanto, deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando modos de realização preferidos da invenção, são dados a título de ilustração somente, visto que várias mudanças e modificações dentro do espírito e escopo da invenção se tornarão visíveis para aqueles experientes na técnica.The additional scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description, claims and drawings. However, it should be understood that the detailed description and specific examples, while indicating preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, as various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art. in technique.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

A presente invenção será mais completamente entendida a partir da descrição detalhada dada aqui abaixo, das reivindicações anexas, e dos desenhos anexos nos quais:The present invention will be more fully understood from the detailed description given hereinafter, the appended claims, and the accompanying drawings in which:

a fig. 1 é uma vista seccional de uma vela de ignição típica; efig. 1 is a sectional view of a typical spark plug; and

a fig. 2 é uma vista seccional da porção de isolador da vela de ignição na fig. 1.fig. 2 is a sectional view of the spark plug insulator portion in fig. 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO MODO DE REALIZAÇÃO PREFERIDODETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Uma vela de ignição 10 é ilustrada em uma vista seccional na fig. 1. A vela de ignição 10 inclui um invólucro externo 20 presa a um isolador 30, o mencionado invólucro externo 20 inclui um eletrodo terra 22.A spark plug 10 is illustrated in a sectional view in fig. 1. Spark plug 10 includes an outer shell 20 attached to an insulator 30, said outer shell 20 includes a ground electrode 22.

Embora a vela de ignição 10 seja ilustrada como tendo um furo central 32 sobre o isolador 30 no qual fica situado um terminal 40, um material condutivo 46, um material de vedação 48, e um eletrodo central 50, qualquer configuração de vela de ignição, ou de inflamador tendo um isolador, pode usar o isolador 30 da presente invenção. As referências a vela de ignição e isolador de vela de ignição também se referem, geralmente, a inflamadores e isoladores para ignição. O eletrodo central 50 inclui uma ponta 56 voltando-se para o eletrodo terra 22. Como é ilustrado adicionalmente na fig. 2, o isolador 30 se estende entre uma extremidade de disparo 13 e uma extremidade terminal 11. A partir da extremidade terminal 11 e se estendendo em direção à extremidade de disparo 13, o isolador de vela de ignição 30 inclui uma porção terminal 12, um ressalto grande 16, um ressalto pequeno 18 e uma porção de extremidade de disparo ou nariz de núcleo 14. O isolador 30 é adicionalmente formado com espessuras de parede variáveis entre a superfície interna 34 do furo central 32 e a superfície externa 36. A superfície interna 34 também define um assento contra-furo 38 contra o qual o eletrodo central 50 repousa. Embora o isolador de vela de ignição ilustrado nas figuras e descrito aqui seja uma vela de ignição típica usada em motor de combustão interna, como para o uso em um motor de automóvel, alguém experiente na técnica reconheceria prontamente que o isolador 30 pode ser formado em uma variedade de formas, tamanhos e configurações, dependendo da aplicação desejada. Por exemplo, em alguns modos de realização, os ressaltos 16 e 18 podem ser omitidos.Although the spark plug 10 is illustrated as having a center hole 32 over the insulator 30 in which a terminal 40, a conductive material 46, a sealing material 48, and a central electrode 50, any spark plug configuration, are located; or igniter having an insulator, may use the insulator 30 of the present invention. References to spark plug and spark plug isolator also generally refer to igniters and spark isolators. The central electrode 50 includes a tip 56 facing the ground electrode 22. As further illustrated in FIG. 2, insulator 30 extends between a firing end 13 and a terminal end 11. Starting from the terminal end 11 and extending toward the firing end 13, the spark plug insulator 30 includes a terminal portion 12, a large shoulder 16, a small shoulder 18 and a trigger nose or core nose portion 14. The insulator 30 is further formed with varying wall thicknesses between the inner surface 34 of the central bore 32 and the outer surface 36. The inner surface 34 also defines a counterbore seat 38 against which the central electrode 50 rests. Although the spark plug isolator illustrated in the figures and described herein is a typical spark plug used in an internal combustion engine, as for use in an automobile engine, one skilled in the art would readily recognize that the insulator 30 may be formed in A variety of shapes, sizes and configurations, depending on the desired application. For example, in some embodiments, shoulders 16 and 18 may be omitted.

O isolador 30 é formado a partir de um material tendo, aproximadamente, pelo menos 99% em peso de Al2O3 e, mais de preferência, pelo menos 99,4% de Al2O3 em peso. As características desejáveis do isolador 30 também podem ser obtidas formando-se o isolador 30 a partir de, aproximadamente, 99,97% ou mais de Al2O3 em peso. Para aperfeiçoar o processo de sinterização, bem como aperfeiçoar as propriedades elétricas e mecânicas, e a durabilidade da vela de ignição, o isolador de vela de ignição 30 é feito a partir de um material contendo um ou mais de vários óxidos de metal como os óxidos dos metais de transição do Grupo IIIB, os óxidos da série de lantanídeos, e MgO. Esses óxidos de metal estão presentes, tipicamente, individualmente ou em combinação, nas quantidades de até, aproximadamente, 1.000 ppm. Dependendo das características desejadas, os óxidos de metal podem estar presentes na quantidade de, aproximadamente, 50 a 675 ppm e, em alguns exemplos, entre 100 e 600 ppm. Exemplos de óxidos de metal incluem Y2O3, La2O3, Yb2O3 e MgO. Exemplos de óxidos de metal de transição selecionados a partir do Grupo IIIB incluem Se2O3, Y2O3 e La2O3. Exemplos de óxidos da série de lantanídeos incluem óxidos de metal selecionados a partir do grupo de óxidos contendo os óxidos de La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu. A Tabela 1 abaixo provê os Exemplos 1-8 mostrando a composição de exemplos de isoladores e, em particular, a quantidade de Al2O3, MgO, e de outros óxidos de metal incluídos no isolador. Tabela 1The insulator 30 is formed from a material having approximately at least 99 wt% Al 2 O 3 and more preferably at least 99,4 wt% Al 2 O 3. The desirable characteristics of insulator 30 may also be obtained by forming insulator 30 from approximately 99.97% or more of Al 2 O 3 by weight. To optimize the sintering process as well as improve the electrical and mechanical properties, and spark plug durability, spark plug insulator 30 is made from a material containing one or more of several metal oxides such as oxides. of the Group IIIB transition metals, the oxides of the lanthanide series, and MgO. Such metal oxides are typically present individually or in combination in amounts of up to approximately 1,000 ppm. Depending on the desired characteristics, metal oxides may be present in the amount of approximately 50 to 675 ppm and, in some examples, between 100 and 600 ppm. Examples of metal oxides include Y 2 O 3, La 2 O 3, Yb 2 O 3 and MgO. Examples of transition metal oxides selected from Group IIIB include Se2O3, Y2O3 and La2O3. Examples of oxides from the lanthanide series include metal oxides selected from the oxide group containing the oxides of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. Table 1 below provides Examples 1-8 showing the composition of exemplary insulators and, in particular, the amount of Al 2 O 3, MgO, and other metal oxides included in the insulator. Table 1

<table>table see original document page 8</column></row><table><table> table see original document page 8 </column> </row> <table>

Na medida em que os óxidos de metal estão presentes durante o disparo do isolador de Al2O3, o isolador pode incluir óxidos de metal com alumínio em alguns exemplos. Por exemplo, a composição química do oxido de metal pode ser M3Al5Oi2, onde M é do grupo compreendendo Se, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu. Mais geralmente, os óxidos de metal podem ser da composição química MxAlyOz, onde M é do mesmo grupo listado acima e χ é maior do que, ou, igual a 1, y é maior do que, ou, igual a 1, mas menor do que, ou, igual a 2, e z é maior do que, ou, igual a 3, mas menor do que, ou, igual a 4. O alumínio se reúne ao oxido de metal a partir de Al2O3 devido à alta percentagem de Al2O3 em relação aos óxidos de metal e quaisquer outras impurezas.To the extent that metal oxides are present during the firing of the Al2O3 insulator, the insulator may include aluminum metal oxides in some examples. For example, the chemical composition of the metal oxide may be M 3 Al 5 O 12, where M is from the group comprising Se, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, I, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. More generally, the metal oxides may be of the chemical composition MxAlyOz, where M is from the same group as listed above and χ is greater than or equal to 1, y is greater than or equal to 1 but less than which, or, equal to 2, and z is greater than or equal to 3, but less than or equal to 4. Aluminum joins metal oxide from Al2O3 due to the high percentage of Al2O3 in relation to metal oxides and any other impurities.

Foi descoberto que um isolador 30 formado de acordo com os materiais listados acima tem uma intensidade dielétrica igual a, ou, de pelo menos 17 kV (RMS) por milímetro quando medido usando uma fonte de corrente de voltagem alternada de 60 Hz com uma forma de onda senoidal completa sobre um espécime de 1,27 mm de espessura. Para permitir à vela de ignição ser mais fina reduzindo-se a espessura do isolador, é desejável que a intensidade dielétrica seja de pelo menos 17 kV e, mais de preferência, de 17 kV (RMS) por milímetro quando usada usando uma fonte de corrente de voltagem alternada de 60 Hz com uma forma de onda senoidal completa sobre um espécime de 1,27 mm de espessura. O aumento na intensidade dielétrica permite uma redução da espessura entre a superfície interna 34 e a superfície externa 36 sobre o isolador 30 e, desse modo, permite ao isolador 30 ser feito menor com paredes mais finas. Um isolador menor cria uma vela de ignição menor, desse modo, permitindo espaço para mais componentes circundando a vela de ignição. Uma alta intensidade dielétrica também provê um tempo de vida útil mais longo.It has been found that an insulator 30 formed according to the materials listed above has a dielectric strength equal to or at least 17 kV (RMS) per millimeter when measured using a 60 Hz alternating voltage source of a complete sine wave over a 1.27 mm thick specimen. To allow the spark plug to be thinner by reducing the thickness of the insulator, it is desirable that the dielectric strength be at least 17 kV and more preferably 17 kV (RMS) per millimeter when used using a current source. of 60 Hz alternating voltage with a full sine waveform on a 1.27 mm thick specimen. The increase in dielectric strength allows a reduction in thickness between inner surface 34 and outer surface 36 on insulator 30 and thereby allows insulator 30 to be made smaller with thinner walls. A smaller insulator creates a smaller spark plug, thereby allowing room for more components surrounding the spark plug. High dielectric strength also provides a longer service life.

O isolador 30 de uma vela de ignição 10 feito com os materiais listados acima também tem a propriedade desejável de ser tanto translúcido quanto transparente. O Al2O3 na vela de ignição forma uma estrutura policristalina que é diferente da estrutura amorfa anterior dos isoladores de vidro que podiam transparentes. Embora algumas velas de ignição tenham sido feitas anteriormente de vidro, que permite a transferência de luz de uma extremidade para a outra, à medida que as velas de ignição modernas se afastaram do vidro para materiais cerâmicos para aumentar a intensidade dielétrica e reduzir o tamanho, os isoladores têm sido de um tom de branco e não são transparentes. Um isolador de vela de ignição 30, formado dos materiais listados acima, permite a transmissão de luz a partir da extremidade de disparo 13 para a extremidade terminal 11 ou porção terminal 12. O material do isolador de vela de ignição 30 foi selecionado para prover uma transmissão óptica de, aproximadamente, 50% ou mais para um espécime de 1mm de espessura. Foi descoberto que um isolador 30 feito dos materiais descritos acima pode ter uma taxa de transmissão óptica de mais de 80% para um espécime de Imm de espessura. Embora uma taxa de transmissão de mais de 80% não seja necessária, quanto maior a transmissão óptica, mais fácil é ver a centelha e a combustão dentro da câmara de combustão. Os requerentes descobriram que para produzir a transmissão de luz desejada a partir da porção de nariz de núcleo 14 para a porção terminal 12, é desejável que a taxa de transmissão óptica do isolador seja maior que, ou, igual a 50% para um espécime de Imm de espessura. Claro que, usando os materiais listados acima, taxas de transmissão óptica muito maiores podem ser obtidas. Dependendo dos materiais selecionados, o isolador policristalino 30 pode ter uma qualidade transparente, opaca ou translúcida.The spark plug insulator 30 made of the materials listed above also has the desirable property of being both translucent and transparent. The Al2O3 in the spark plug forms a polycrystalline structure that is different from the previous amorphous structure of the transparent glass insulators. Although some spark plugs were previously made of glass, which allows light to transfer from one end to the other, as modern spark plugs have moved away from glass for ceramic materials to increase dielectric strength and reduce size, the insulators have been a white color and are not transparent. A spark plug insulator 30, formed from the materials listed above, permits light transmission from the firing end 13 to the terminal end 11 or terminal portion 12. The spark plug insulator material 30 has been selected to provide a optical transmission of approximately 50% or more for a 1mm thick specimen. It has been found that an insulator 30 made of the materials described above may have an optical transmission rate of more than 80% for a thick Imm specimen. Although a transmission rate of over 80% is not required, the higher the optical transmission, the easier it is to see the spark and combustion inside the combustion chamber. Applicants have found that in order to produce the desired light transmission from the core nose portion 14 to the terminal portion 12, it is desirable that the optical transmission rate of the isolator be greater than or equal to 50% for a specimen of Imm thick. Of course, by using the materials listed above, much higher optical transmission rates can be obtained. Depending on the materials selected, the polycrystalline insulator 30 may have a transparent, opaque or translucent quality.

A porosidade é conhecida como tendo um efeito sobre a transmissão óptica. Isoladores de vela de ignição convencionais feitos de 95% de composições cerâmicas de alumina contêm cerca de 4% de porosidade e têm transmissão óptica de cerca de 5% ou menos para espécimes com espessura de lmm, tornando a cerâmica de alumina branca ou opaca. Quando os isoladores de vela de ignição são feitos a partir de alumina de alta pureza (mais de 99,5% de alumina) e contêm 0,3% de porosidade, a transmissão óptica permanece de cerca de 5% ou menos e o material é opaco. Aumentos significativos na transmissão óptica das cerâmicas de alumina exigem que a porosidade seja de 0,1% ou inferior. Isoladores de vela de ignição feitos de acordo com a presente invenção têm alumina policristalina com 99,9% de pureza e menos de 0,1% de porosidade, o que dá uma transmissão óptica acima de 80% para espécimes com espessura de lmm.Porosity is known to have an effect on optical transmission. Conventional spark plug insulators made of 95% alumina ceramic compositions contain about 4% porosity and have optical transmission of about 5% or less for 1mm thick specimens, making the alumina ceramics white or opaque. When spark plug insulators are made from high purity alumina (over 99.5% alumina) and contain 0.3% porosity, the optical transmission remains at about 5% or less and the material is opaque. Significant increases in optical transmission of alumina ceramics require porosity to be 0.1% or less. Spark plug insulators made in accordance with the present invention have 99.9% purity polycrystalline alumina and less than 0.1% porosity, which gives an optical transmission of over 80% for 1mm thick specimens.

O tamanho de grão também influencia a transmissão óptica e, em particular, a transmissão óptica em linha. As interfaces entre os grãos na alumina sinterizada causam a dispersão da luz transmitida. Isso é porque a alumina é um material bi-refringente - o índice refrativo da alumina é diferente dependendo da orientação cristalográfica. Visto que os grãos da alumina em um isolador serão alinhados um pouco aleatoriamente, a luz será dispersa à medida que ela passa de um grão para o outro. Isso impacta a transmissão óptica em linha. Embora duas amostras de alumina possam ter transmissão óptica idêntica, uma amostra com transmissão óptica em linha mais alta mostrará uma imagem mais clara através do material. Em comparação, uma janela de vidro claro tem alta transmissão óptica em linha, enquanto uma janela de vidro fosco tem baixa transmissão óptica em linha. A transmissão óptica alinhada da alumina aumenta à medida que diminui o tamanho de grão. Para a alumina com tamanho de grão de 5 mícrons, a transmissão óptica em linha será, tipicamente, menor do que 5%. Para o tamanho de grão de 2 mícrons, a transmissão óptica em linha pode ser tão alta quanto 20%, mas na presente invenção a transmissão óptica em linha é de, aproximadamente, 50% com um tamanho de grão de menos de 1 mícron.Grain size also influences optical transmission and, in particular, inline optical transmission. The interfaces between the grains in sintered alumina cause the scattered light transmitted. This is because alumina is a bi-refringent material - the refractive index of alumina is different depending on the crystallographic orientation. Since the alumina grains in an insulator will be aligned somewhat randomly, light will be scattered as it passes from one grain to the other. This impacts inline optical transmission. Although two alumina samples may have identical optical transmission, one sample with higher inline optical transmission will show a clearer image through the material. In comparison, a clear glass window has high inline optical transmission, while a frosted glass window has low inline optical transmission. Aligned alumina optical transmission increases as grain size decreases. For 5 micron grain size alumina, the inline optical transmission will typically be less than 5%. For the 2 micron grain size, the inline optical transmission may be as high as 20%, but in the present invention the inline optical transmission is approximately 50% with a grain size of less than 1 micron.

Para algumas aplicações das velas de ignição, um alto grau de transmissão óptica em linha pode ser desejável. Por exemplo, pode ser desejável obter uma imagem clara da centelha e do subseqüente desenvolvimento da frente de combustão no cilindro de motor. Em outros casos, um baixo grau de transmissão óptica em linha pode ser preferido. Por exemplo, pode ser desejável detectar a luz proveniente da centelha e combustão, mas não apelando esteticamente ao consumidor para ver os componentes internos da vela de ignição, como vedação e terminal de vidro. Neste caso, uma baixa transmissão óptica em linha seria preferível. Portanto, a presente invenção pode modificar a transmissão óptica através da modificação do tamanho de grão e pode ter uma baixa transmissão óptica em linha, tal como 20% ou mesmo tão baixa quanto 5%.For some spark plug applications, a high degree of inline optical transmission may be desirable. For example, it may be desirable to obtain a clear picture of the spark and subsequent development of the combustion front in the engine cylinder. In other cases, a low degree of inline optical transmission may be preferred. For example, it may be desirable to detect light from spark and combustion, but not aesthetically appealing to the consumer to see internal components of the spark plug, such as sealing and glass terminal. In this case, a low optical line transmission would be preferable. Therefore, the present invention may modify optical transmission by modifying grain size and may have low in-line optical transmission, such as 20% or even as low as 5%.

Os materiais acima são selecionados para ter também alta resistência mecânica quando sintetizado tendo-se um tamanho de grão de, igual ou menor do que, aproximadamente, 30 mícrons. A resistência mecânica é mais alta para o material com o tamanho de grão mais fino. Por exemplo, um isolador com tamanho de grão de 30 mícrons geralmente tem uma resistência mecânica de cerca de 350 MPa, enquanto um isolador com tamanho de grão de 10 mícrons tem resistência mecânica de cerca de 450 MPa, e quando o tamanho de grão é menor do que 1 mícron, a resistência mecânica pode exceder 600 MPa.The above materials are selected to also have high mechanical strength when synthesized having a grain size of about 30 microns or less. Mechanical strength is higher for material with the finest grain size. For example, a 30 micron grain size insulator generally has a mechanical strength of about 350 MPa, while a 10 micron grain size insulator has a mechanical resistance of about 450 MPa, and when grain size is smaller than 1 micron, the mechanical resistance may exceed 600 MPa.

Os materiais selecionados acima também permitem ao isolador de vela de ignição 30 ser formado com uma superfície que não exige esmaltagem. A superfície formada quando o isolador 30 é feito com os materiais acima, nas quantidades listadas, tem uma aspereza média de 0,40μm ou menos sem etapas de processamento adicionais, como a esmaltagem. Um isolador da técnica anterior não-vitrificado típico tem uma aspereza média de 1,6 μm ou mais, o que pode fazer sujeira ou outros contaminantes aderirem à superfície do isolador sobre a extremidade terminal, o que promove descarga da centelha elétrica a partir do terminal para o invólucro. Portanto, os isoladores correntes sempre exigem esmaltagem para impedir a sujeira ou outros contaminantes de aderirem. A superfície externa 36 do isolador 30 da presente invenção tem o benefício inesperado de uma aspereza média de, aproximadamente, 0,40 μm ou menos, que elimina a necessidade de esmaltar a vela de ignição e reduz a possibilidade de descarga indesejável. Também foi descoberto que, usando os materiais selecionados acima nas quantidades listadas, uma vela de ignição compreendendo um isolador não-vitrificado pode ter uma aspereza de superfície externa média de 0,20 μm ou menos, desse modo, impedindo inda adicionalmente o descarga.The materials selected above also allow the spark plug insulator 30 to be formed with a surface that does not require glazing. The surface formed when the insulator 30 is made of the above materials in the quantities listed has an average roughness of 0.40μm or less without additional processing steps such as enameling. A typical unglazed prior art insulator has an average roughness of 1.6 μm or more, which can cause dirt or other contaminants to adhere to the insulator surface over the terminal end, which promotes discharge of the electrical spark from the terminal to the wrapper. Therefore, standard insulators always require enamelling to prevent dirt or other contaminants from adhering. The outer surface 36 of the insulator 30 of the present invention has the unexpected benefit of an average roughness of approximately 0.40 μm or less, which eliminates the need to enamel the spark plug and reduces the possibility of unwanted discharge. It has also been found that using the materials selected above in the quantities listed, a spark plug comprising an unglazed insulator can have an average external surface roughness of 0.20 μm or less, thereby further preventing discharge.

Um isolador feito de acordo com os materiais listados acima e com a quantidade listada tem uma alta intensidade dielétrica e uma alta resistência mecânica. Isso permite ao isolador de vela de ignição ser formado com uma espessura entre a superfície externa 36 e a superfície interna 34 na porção de ressalto pequeno 18, aproximadamente, igual ou menor do que 2,54 mm. Além disso, foi descoberto que as velas de ignição podem ser formadas com intensidade dielétrica suficiente tendo uma espessura, aproximadamente, igual ou menor do que 1,9 mm entre a superfície interna 34 e a superfície externa 36 e, mais surpreendente, que a espessura pode ser reduzida a, aproximadamente, igual ou menor do que 1,3 mm, enquanto mantendo intensidade dielétrica e resistência mecânica suficientes sob as exigências correntes.An insulator made in accordance with the materials listed above and the amount listed has a high dielectric strength and a high mechanical strength. This allows the spark plug insulator to be formed to a thickness between outer surface 36 and inner surface 34 at the small shoulder portion 18, approximately equal to or less than 2.54 mm. In addition, it has been found that spark plugs can be formed with sufficient dielectric strength having a thickness of approximately 1.9 mm or less between inner surface 34 and outer surface 36 and, more surprisingly, thickness. may be reduced to approximately equal to or less than 1.3 mm while maintaining sufficient dielectric strength and mechanical strength under current requirements.

A vela de ignição pode ser formada de uma maneira tradicional que é bem conhecida na técnica. Em particular, o isolador 30 da vela de ignição é formado, primeiro, preparando-se uma suspensão de pó de alumina, com tamanho de partícula de cerca de 0,4 mícron ou menos, e outros aditivos em água. Esses aditivos incluem dopantes inorgânicos, como MgO5 Y2O3, MgAl2O4 e os outros materiais listados acima, e outros aglutinantes orgânicos, como polivinil álcool, polietileno glicol e emulsão acrílica. A suspensão é, então, seca por aspersão para produzir um pó de fluxo livre com tamanho de grão médio entre 50 e 100 mícrons. Esse pó seco por aspersão é, então, prensado isostaticamente em uma matriz a uma pressão de cerca de 200 MPa para formar uma peça a ser prensada. A superfície externa da peça a ser prensada é formada usando uma roda de polimento abrasiva para formar o perfil externo desejado do isolador. O isolador 30 é, então, fundido a uma temperatura entre 1450 e 1800 graus Celsius para sintetizar o pó em um corpo denso, homogêneo. Pode ser desejável fundir no vácuo ou em uma atmosfera controlada, como oxigênio ou hidrogênio, a fim de se conseguir uma cerâmica altamente densa, substancialmente livre de poro. O processo de formar o isolador é semelhante aos métodos tradicionais, mas usa materiais iniciais diferentes, pressão de prensagem mais alta, e condições de disparo diferentes.The spark plug can be formed in a traditional manner that is well known in the art. In particular, the spark plug insulator 30 is first formed by preparing a suspension of alumina powder, particle size of about 0.4 microns or less, and other additives in water. These additives include inorganic dopants such as MgO5 Y2O3, MgAl2O4 and the other materials listed above, and other organic binders such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and acrylic emulsion. The suspension is then spray dried to produce a free flowing powder with an average grain size between 50 and 100 microns. This spray dried powder is then isostatically pressed into a die at a pressure of about 200 MPa to form a piece to be pressed. The outer surface of the part to be pressed is formed using an abrasive polishing wheel to form the desired outer profile of the insulator. The insulator 30 is then melted at a temperature between 1450 and 1800 degrees Celsius to synthesize the powder into a dense, homogeneous body. It may be desirable to fuse in a vacuum or in a controlled atmosphere, such as oxygen or hydrogen, to achieve a highly dense, substantially pore-free ceramic. The process of forming the insulator is similar to traditional methods, but uses different starting materials, higher pressing pressure, and different firing conditions.

Outros métodos podem ser usados para formar o isolador cerâmico. Por exemplo, o pó pode ser disperso em um cimento por meio de um moinho de alta energia, como um moinho vibratório ou moinho de fricção usando meios de moagem de alta pureza para evitar contaminação. Um moinho de esfera também poderia ser usado, desde que ele tivesse meios de moagem de alta pureza. Para velas de ignição convencionais, é usado um moinho de esfera e os meios de moagem são de composição semelhante ao material de isolador, ou seja, 90% a 95% de alumina. Entretanto, para se obter o isolador de alta pureza e baixa porosidade, é desejável filtrar ou remover de outro modo as partículas sobre-dimensionadas da suspensão. Suspensões para velas de ignição convencionais são peneiradas através de uma peneira de 45 53 mícrons. Para se obter a alumina transparente da presente invenção, pode ser desejável usar um filtro de fibra para remover partículas acima de 10 mícrons. Um outro método para remover grandes partículas é permitir que se acomodem fora da suspensão sob a força da gravidade.Other methods may be used to form the ceramic insulator. For example, the powder may be dispersed in a cement by means of a high energy mill such as a vibrating mill or friction mill using high purity grinding media to prevent contamination. A ball mill could also be used as long as it had high purity grinding media. For conventional spark plugs, a ball mill is used and the grinding media are of similar composition to the insulator material, ie 90% to 95% alumina. However, in order to obtain the high purity and low porosity insulator, it is desirable to filter or otherwise remove the oversized particles from the suspension. Conventional spark plug suspensions are sieved through a 45 53 micron sieve. In order to obtain the transparent alumina of the present invention, it may be desirable to use a fiber filter to remove particles above 10 microns. Another method for removing large particles is to allow them to settle outside the suspension under the force of gravity.

O processo de disparo também pode ser modificado, por exemplo, durante os estágios iniciais do processo de disparo de um isolador tradicional, o aglutinante é removido por métodos termais, entretanto, na alumina transparente da presente invenção, pode ser desejável conduzir esse processo termal para remoção de aglutinante em uma atmosfera diferente daquela do processo de sinterização de alta temperatura subseqüente. Mais especificamente, pode ser desejável remover o aglutinante em uma atmosfera inerte, como argônio ou nitrogênio, para evitar a formação de compostos de carbono estáveis que podem se formar como resultado da combustão do aglutinante e podem persistir na cerâmica final, e reduzir a transmissão óptica do isolador. Os isoladores também podem ser formados por outros métodos conhecidos por aqueles experientes na técnica, como moldagem por injeção ou extrusão.The firing process may also be modified, for example, during the early stages of the firing process of a traditional insulator, the binder is removed by thermal methods, however, in the transparent alumina of the present invention, it may be desirable to conduct such thermal process to removal of binder in an atmosphere other than that of the subsequent high temperature sintering process. More specifically, it may be desirable to remove the binder in an inert atmosphere such as argon or nitrogen to prevent the formation of stable carbon compounds that may form as a result of binder combustion and may persist in the final ceramic, and reduce optical transmission. of the insulator. Insulators may also be formed by other methods known to those skilled in the art, such as injection molding or extrusion.

O exame anterior revela e descreve um exemplo de modo de realização da presente invenção. Alguém experiente na técnica reconhecerá prontamente a partir desse exame, e a partir dos desenhos e reivindicações anexos, que várias mudanças, modificações e variações podem ser feitas aqui sem se afastar do verdadeiro espírito e claro escopo da invenção como definida pelas reivindicações anexas.The foregoing examination reveals and describes an example embodiment of the present invention. One skilled in the art will readily recognize from this examination, and from the accompanying drawings and claims, that various changes, modifications, and variations may be made herein without departing from the true spirit and clear scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (86)

1. Vela de ignição, caracterizada pelo fato de compreender: um isolador tendo uma densidade maior ou igual a, aproximadamente, 3,95g/cm3.1. Spark plug, characterized in that it comprises: an insulator having a density greater than or equal to approximately 3,95 g / cm3. 2. Vela de ignição, caracterizada pelo fato de compreender: um isolador incluindo pelo menos 99% em peso de Al2O3.2. Spark plug, characterized in that it comprises: an insulator comprising at least 99% by weight of Al2O3. 3. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 99,9% em peso de Al2O3.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator includes approximately 99.9% by weight of Al2O3. 4. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém menos de 1.000 ppm de Y2O3.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains less than 1,000 ppm Y 2 O 3. 5. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém, aproximadamente, menos de 500 ppm de Y2O3.Spark plug according to Claim 4, characterized in that said insulator contains approximately less than 500 ppm Y2O3. 6. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém mais de 10 ppm de Y2O3.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains more than 10 ppm Y2O3. 7. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém mais do que aproximadamente 100 ppm de Y2O3.Spark plug according to claim 6, characterized in that said insulator contains more than approximately 100 ppm Y2O3. 8. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém menos de 1.000 ppm de La2O3.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains less than 1,000 ppm La 2 O 3. 9. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém, aproximadamente, menos de 500 ppm de La2O3.Spark plug according to claim 8, characterized in that said insulator contains approximately less than 500 ppm La 2 O 3. 10. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém mais de 10 ppm de La2O3.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains more than 10 ppm La 2 O 3. 11. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato o mencionado isolador contém mais do que, aproximadamente, 100 ppm de La2O3.Spark plug according to claim 10, characterized in that said insulator contains more than approximately 100 ppm La 2 O 3. 12. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém menos de 1.000 ppm de Yb2O3.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains less than 1,000 ppm Yb 2 O 3. 13. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém, aproximadamente, menos de 500 ppm de Yb2O3.Spark plug according to Claim 12, characterized in that said insulator contains approximately less than 500 ppm Yb 2 O 3. 14. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém mais de 10 ppm de Yb2O3.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains more than 10 ppm Yb 2 O 3. 15. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o isolador contém mais do que, aproximadamente, 100 ppm de Yb2O3.Spark plug according to claim 14, characterized in that the insulator contains more than approximately 100 ppm Yb 2 O 3. 16. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém menos de 1.000 ppm de MgO.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains less than 1,000 ppm MgO. 17. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém, aproximadamente, menos de 500 ppm de MgO.Spark plug according to claim 16, characterized in that said insulator contains approximately less than 500 ppm MgO. 18. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém mais de 10 ppm de MgO.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator contains more than 10 ppm MgO. 19. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador contém mais do que, aproximadamente, 100 ppm de MgO.Spark plug according to claim 18, characterized in that said insulator contains more than approximately 100 ppm MgO. 20. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui menos de 1000 ppm de MgO e menos de 1.000 ppm de Y2O3.Spark plug according to claim 3, characterized in that said insulator includes less than 1000 ppm MgO and less than 1,000 ppm Y2O3. 21. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, menos de 500 ppm de MgO e, aproximadamente, menos de 500 ppm de Y2O3.Spark plug according to claim 20, characterized in that said insulator includes approximately less than 500 ppm MgO and approximately less than 500 ppm Y2O3. 22. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui mais de 10 ppm MgO e mais de 10 ppm de Y2O3.Spark plug according to claim 21, characterized in that said insulator includes more than 10 ppm MgO and more than 10 ppm Y 2 O 3. 23. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, mais de 100 ppm de MgO e, aproximadamente, mais de 10 ppm de Y2O3.Spark plug according to claim 21, characterized in that said insulator includes approximately more than 100 ppm MgO and approximately more than 10 ppm Y2O3. 24. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 99,94%, em peso, de Al2O3.Spark plug according to Claim 2, characterized in that said insulator comprises approximately 99.94 wt.% Al 2 O 3. 25. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 100-500 ppm de MgO.Spark plug according to claim 24, characterized in that said insulator includes approximately 100-500 ppm MgO. 26. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 25, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 300 ppm de MgO.Spark plug according to Claim 25, characterized in that said insulator includes approximately 300 ppm MgO. 27. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 99,97% em peso de Al2O3.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator includes approximately 99.97% by weight of Al2O3. 28. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 100-500 ppm MgO.Spark plug according to claim 27, characterized in that said insulator includes approximately 100-500 ppm MgO. 29. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 300 ppm de MgO.Spark plug according to Claim 27, characterized in that said insulator comprises approximately 300 ppm MgO. 30. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 120 ppm de MgO.Spark plug according to claim 27, characterized in that said insulator includes approximately 120 ppm MgO. 31. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui, aproximadamente, 99,99% ,em peso, de Al2O3.Spark plug according to Claim 2, characterized in that said insulator comprises approximately 99.99% by weight of Al2O3. 32. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui adicionalmente, aproximadamente, 50-1000 ppm de óxidos de metal selecionados a partir do grupo compreendendo MgO, óxidos de metal de transição e óxidos da série de lantanídeos.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator additionally includes approximately 50-1000 ppm metal oxides selected from the group comprising MgO, transition metal oxides and oxides of the series. of lanthanides. 33. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui adicionalmente, aproximadamente, 100-600 ppm de óxidos de metal selecionados a partir do grupo compreendendo MgO, óxidos de metal de transição e óxidos da série de lantanídeos.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator additionally includes approximately 100-600 ppm metal oxides selected from the group comprising MgO, transition metal oxides and oxides of the series. of lanthanides. 34. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui adicionalmente, aproximadamente, 50-1000 ppm de óxidos de metal selecionados a partir do grupo consistindo essencialmente de MgO, óxidos de metal de transição e óxidos da série de lantanídeos.Spark plug according to claim 32, characterized in that said insulator additionally includes approximately 50-1000 ppm metal oxides selected from the group consisting essentially of MgO, transition metal oxides and oxides. from the lanthanide series. 35. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 33, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui adicionalmente, aproximadamente, 100-600 ppm de óxidos de metal selecionados a partir do grupo consistindo essencialmente de MgO, óxidos de metal de transição e óxidos da série de lantanídeos.Spark plug according to claim 33, characterized in that said insulator additionally includes approximately 100-600 ppm metal oxides selected from the group consisting essentially of MgO, transition metal oxides and oxides. from the lanthanide series. 36. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 34, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui adicionalmente, aproximadamente, 50-1000 ppm de óxidos de metal selecionados a partir do grupo consistindo de MgO, óxidos de metal de transição e óxidos da série de lantanídeos.Spark plug according to claim 34, characterized in that said insulator additionally includes approximately 50-1000 ppm metal oxides selected from the group consisting of MgO, transition metal oxides and oxides of the Lanthanides series. 37. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui adicionalmente, aproximadamente, 100-600 ppm de óxidos de metal selecionados a partir do grupo consistindo de MgO, óxidos de metal de transição e óxidos da série de lantanídeos.Spark plug according to claim 35, characterized in that said insulator additionally includes approximately 100-600 ppm metal oxides selected from the group consisting of MgO, transition metal oxides and oxides of the Lanthanides series. 38. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos de metal de transição são selecionados a partir de óxidos de metal do Grupo IIIB da tabela periódica.Spark plug according to Claim 32, characterized in that said transition metal oxides are selected from Group IIIB metal oxides from the periodic table. 39. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos de metal de transição são selecionados a partir do grupo compreendendo SC2O3, Y2O3 e La2O3.Spark plug according to claim 32, characterized in that said transition metal oxides are selected from the group comprising SC2O3, Y2O3 and La2O3. 40. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos de metal de transição são selecionados a partir do grupo consistindo essencialmente de Sc2C>3, Y2O3 e La2O3.Spark plug according to Claim 32, characterized in that said transition metal oxides are selected from the group consisting essentially of Sc2C> 3, Y2O3 and La2O3. 41. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos de metal de transição são selecionados a partir do grupo consistindo de Sc2O3, Y2O3 e La2O3.Spark plug according to claim 32, characterized in that said transition metal oxides are selected from the group consisting of Sc2O3, Y2O3 and La2O3. 42. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos da série de lantanídeos são selecionados a partir do grupo de óxidos compreendendo os óxidos de La, Ce, Pr, Nd, Pm Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm Yb, e Lu.Spark plug according to Claim 32, characterized in that said oxides of the lanthanide series are selected from the group of oxides comprising the oxides of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd. , Tb, Dy, Ho, Er, Tm Yb, and Lu. 43. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos incluem, adicionalmente, alumínio.Spark plug according to Claim 32, characterized in that said oxides additionally include aluminum. 44. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 43, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos incluindo alumínio incluem MgAl2O4 e M3AI5O12, onde M é selecionado a partir do grupo compreendendo Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Ybe Lu.Spark plug according to claim 43, characterized in that said oxides including aluminum include MgAl2O4 and M3AI5O12, where M is selected from the group comprising Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Me, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Ybe Lu. 45. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 43, caracterizada pelo fato de que os mencionados óxidos incluindo alumínio incluem MgAl2O4 e MxAlyOz, onde M é selecionado a partir do grupo compreendendo Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu, e χ é maior ou igual a 1, y é maior ou igual a 1, mas menor ou igual a 2, e z é maior ou igual a 3, mas menor ou igual a 4.Spark plug according to claim 43, characterized in that said oxides including aluminum include MgAl 2 O 4 and MxAlyOz, where M is selected from the group comprising Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Me, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, and χ is greater than or equal to 1, y is greater than or equal to 1, but less than or equal to 2, and z is greater than or equal to 3, but less than or equal to 4. 46. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma intensidade dielétrica de, pelo menos, 17 kV (RMS) por milímetro.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator has a dielectric intensity of at least 17 kV (RMS) per millimeter. 47. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma intensidade dielétrica de, aproximadamente, mais de 17,5 kV (RMS) por milímetro.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator has a dielectric intensity of approximately more than 17.5 kV (RMS) per millimeter. 48. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador é transparente, translúcido ou opaco.Spark plug according to Claim 2, characterized in that said insulator is transparent, translucent or opaque. 49. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador permite a passagem da luz a partir de uma porção de núcleo para uma porção terminal.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator allows light to pass from a core portion to a terminal portion. 50. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador é não-vitrificado.Spark plug according to claim 2, characterized in that said insulator is unglazed. 51. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 50, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador não-vitrificado é suficientemente resistente a descarga.Spark plug according to Claim 50, characterized in that said unglazed insulator is sufficiently discharge resistant. 52. Vela de ignição, caracterizada pelo fato de compreender um isolador policristalino tendo um nariz de núcleo e uma porção terminal e onde o mencionado isolador é capaz de permitir a passagem de luz a partir do mencionado nariz de núcleo para a mencionada porção terminal.Spark plug, characterized in that it comprises a polycrystalline insulator having a core nose and an end portion and wherein said insulator is capable of allowing light to pass from said core nose to said end portion. 53. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de compreender um isolador policristalino opaco ou translúcido.Spark plug according to Claim 52, characterized in that it comprises an opaque or translucent polycrystalline insulator. 54. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador inclui um ressalto grande e um ressalto pequeno entre o mencionado nariz de núcleo e uma porção terminal e onde a espessura do isolador na mencionada porção de ressalto pequeno é menor do que 2,54 mm.Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator includes a large shoulder and a small shoulder between said core nose and an end portion and where the thickness of the insulator in said small shoulder portion It is smaller than 2.54 mm. 55. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão de, aproximadamente, menos de 30 mícrons.Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator has a grain size of approximately less than 30 microns. 56. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma taxa de transmissão óptica de mais de 50% por milímetro na variação de luz visível.Spark plug according to Claim 52, characterized in that said insulator has an optical transmission rate of more than 50% per millimeter in the range of visible light. 57. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 56, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma taxa de transmissão óptica de mais de 70% por milímetro na variação de luz visível.Spark plug according to Claim 56, characterized in that said insulator has an optical transmission rate of more than 70% per millimeter in the range of visible light. 58. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 56, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma taxa de transmissão óptica de mais de 80% por milímetro na variação de luz visível.Spark plug according to Claim 56, characterized in that said insulator has an optical transmission rate of more than 80% per millimeter in the range of visible light. 59. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão de, aproximadamente, menos de 20 mícrons.Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator has a grain size of approximately less than 20 microns. 60. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão de, aproximadamente, menos de 10 mícrons.Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator has a grain size of approximately less than 10 microns. 61. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão de, aproximadamente, menos de 5 mícrons.Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator has a grain size of approximately less than 5 microns. 62. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão de, aproximadamente, menos de 2 mícrons.Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator has a grain size of approximately less than 2 microns. 63. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 62, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma transmissão óptica em linha de mais de 15%.Spark plug according to claim 62, characterized in that said insulator has an inline optical transmission of more than 15%. 64. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão de, aproximadamente, 1 mícron.64. Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator has a grain size of approximately 1 micron. 65. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 64, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma transmissão óptica em linha de mais de 40%.Spark plug according to Claim 64, characterized in that said insulator has an inline optical transmission of more than 40%. 66. Vela de ignição compreendendo um isolador não- vitrificado, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma superfície externa e a mencionada superfície externa tem uma aspereza média de 0,40 micrometro ou menos.66. Spark plug comprising an unglazed insulator, characterized in that said insulator has an outer surface and said outer surface has an average roughness of 0.40 micrometer or less. 67. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 66, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão de, aproximadamente, menos de 30 mícrons.Spark plug according to claim 66, characterized in that said insulator has a grain size of approximately less than 30 microns. 68. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 66, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão menor ou igual a, aproximadamente, 15 mícrons.Spark plug according to claim 66, characterized in that said insulator has a grain size of less than or equal to approximately 15 microns. 69. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 66, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão menor ou igual a, aproximadamente, 5 mícrons.Spark plug according to claim 66, characterized in that said insulator has a grain size of less than or equal to approximately 5 microns. 70. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 69, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma transmissão óptica em linha de mais de 5%.Spark plug according to claim 69, characterized in that said insulator has an inline optical transmission of more than 5%. 71. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 70, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma transmissão óptica em linha maior ou igual a 20%.71. Spark plug according to claim 70, characterized in that said insulator has an inline optical transmission greater than or equal to 20%. 72. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 71, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão, aproximadamente, menor ou igual a 2 mícrons.Spark plug according to Claim 71, characterized in that said insulator has a grain size of approximately less than or equal to 2 microns. 73. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 72, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma transmissão óptica em linha maior ou igual a, aproximadamente, 50%.Spark plug according to Claim 72, characterized in that said insulator has an inline optical transmission greater than or equal to approximately 50%. 74. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 73, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem um tamanho de grão menor ou igual a, aproximadamente, 1 mícron.Spark plug according to claim 73, characterized in that said insulator has a grain size of less than or equal to approximately 1 micron. 75. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 52, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma porosidade menor ou igual a, aproximadamente, 0,1%.75. Spark plug according to claim 52, characterized in that said insulator has a porosity of less than or equal to approximately 0.1%. 76. Vela de ignição, caracterizada pelo fato de compreender um isolador que inclui um ressalto grande e um ressalto pequeno entre o mencionado nariz de núcleo e uma porção terminal e onde a espessura do isolador na mencionada porção de ressalto pequeno é menor do que 2,54 mm.76. Spark plug, characterized in that it comprises an insulator comprising a large shoulder and a small shoulder between said core nose and an end portion and where the thickness of the insulator in said small shoulder portion is less than 2, 54 mm. 77. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 76, caracterizada pelo fato de que a mencionada espessura é, aproximadamente, menor ou igual a 1,9 mm.Spark plug according to claim 76, characterized in that said thickness is approximately less than or equal to 1.9 mm. 78. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 76, caracterizada pelo fato de que a mencionada espessura é aproximadamente menor ou igual a 1,3 mm.Spark plug according to Claim 76, characterized in that said thickness is approximately less than or equal to 1.3 mm. 79. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 76, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma porosidade menor ou igual a ,aproximadamente, 0,3%.Spark plug according to Claim 76, characterized in that said insulator has a porosity of less than or equal to approximately 0.3%. 80. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 79, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma transmissão de luz de mais de 5% por milímetro.80. Spark plug according to claim 79, characterized in that said insulator has a light transmission of more than 5% per millimeter. 81. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 76, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma porosidade menor ou igual a, aproximadamente, 0,1%81. Spark plug according to claim 76, characterized in that said insulator has a porosity of less than or equal to approximately 0.1%. 82. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 81, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem uma transmissão de luz de mais de 40% por milímetro.Spark plug according to Claim 81, characterized in that said insulator has a light transmission of more than 40% per millimeter. 83. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 81, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem transmissão de luz de mais de 60% por milímetro.Spark plug according to Claim 81, characterized in that said insulator has light transmission of more than 60% per millimeter. 84. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 81, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem transmissão de luz de mais de 75% por milímetro.Spark plug according to Claim 81, characterized in that said insulator has light transmission of more than 75% per millimeter. 85. Vela de ignição de acordo com a reivindicação 81, caracterizada pelo fato de que o mencionado isolador tem transmissão de luz de mais de 80% por milímetro.Spark plug according to Claim 81, characterized in that said insulator has light transmission of more than 80% per millimeter. 86. Vela de ignição, caracterizada pelo fato de que compreende um isolador não-vitrificado, em que o mencionado isolador tem uma superfície externa e a mencionada superfície externa tem uma aspereza média de 0,20 micrômetros ou menos.86. Spark plug, characterized in that it comprises an unglazed insulator, wherein said insulator has an outer surface and said outer surface has an average roughness of 0.20 micrometers or less.
BRPI0713451-7A 2006-06-23 2007-06-15 spark plug BRPI0713451A2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81594606P 2006-06-23 2006-06-23
US60/815946 2006-06-23
PCT/US2007/071282 WO2007149772A2 (en) 2006-06-23 2007-06-15 Spark plug insulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0713451A2 true BRPI0713451A2 (en) 2012-01-31

Family

ID=40977716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0713451-7A BRPI0713451A2 (en) 2006-06-23 2007-06-15 spark plug

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101506514B (en)
BR (1) BRPI0713451A2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5401606B2 (en) * 2010-10-01 2014-01-29 日本特殊陶業株式会社 Spark plug and manufacturing method thereof
JP6369837B2 (en) * 2015-09-24 2018-08-08 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP6623200B2 (en) * 2017-10-13 2019-12-18 日本特殊陶業株式会社 Spark plug

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3377176A (en) * 1964-12-04 1968-04-09 Coors Porcelain Co Alumina ceramic
JPS6251108A (en) * 1985-08-28 1987-03-05 日本特殊陶業株式会社 Alumina ceramic composition
JP4530380B2 (en) * 1999-11-29 2010-08-25 日本特殊陶業株式会社 Spark plug insulator and spark plug including the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN101506514B (en) 2012-04-18
CN101506514A (en) 2009-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5264720B2 (en) Spark plug insulator
JP5847802B2 (en) Alumina ceramics for spark plug insulators
JP5172018B2 (en) Spark plug and method of manufacturing spark plug
KR101185256B1 (en) Ceramic with improved high temperature electrical properties for use as a spark plug insulator
US8012898B2 (en) Ceramic with improved high temperature electrical properties for use as a spark plug insulator
US9912125B2 (en) Spark plug
JPS63190753A (en) Alumina ceramic and ignition plug
BRPI0713451A2 (en) spark plug
US9755404B2 (en) Spark plug
EP1005125A2 (en) Insulator for spark plug and spark plug using the insulator
US9653888B2 (en) Spark plug
Walker Jr et al. Alumina insulators for high voltage automotive ignition systems
JP2000272957A (en) Insulating material for spark plug and spark plug using the same

Legal Events

Date Code Title Description
B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: REFERENTE A 8A ANUIDADE.

B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2310 DE 14-04-2015 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.