Az isteni "szikra"

A Liverpooli egyetem és a Ford mérnökei együttműködve lézeres gyújtásrendszert fejlesztenek, amivel reményeik szerint pár éven belül ki tudják váltani az alapjaiban már 90 éve változatlan nagyfeszültségű gyújtógyertya technológiát. A lézertechnológián alapuló gyújtógyertyákat már 2002 óta fejleszti egy elszánt mérnökcsapat a neves angliai egyetemen.

A fejlesztés célja a közvetlen benzin-befecskendezéses motorokban található gyújtógyertyák igénybevételeinek csökkentése úgy, hogy közben jobban szabályozható „szikrát” hozhassunk létre. Mint tudjuk az Otto-motor égésterében a gyújtógyertya elektródáin jön létre egyetlen gyújtószikra. Valamint az így működő gyújtógyertyák jelentős mechanikai, vegyi, hő és villamos igénybevételeknek vannak kitéve és így cserélni is viszonylag gyakran kell őket (~20-30.000 km).

Ezzel szemben a lézergyújtás nem csak egyetlen pontból tudja megindítani a benzin-levegő keverék égését, hiszen a lézersugár egy lencserendszer segítségével könnyen és gyorsan módosítható, fókuszálható. Tehát nagyon precízen szabályozható a lézergyertya által létrehozott „szikrák” kiterjedése, száma, energiája, sőt még esetleg az alakja is. Így javítható a gyújtás minősége ami azt jelenti, hogy elvileg szegényebb keverékkel, kisebb fogyasztás mellett is üzemeltethető lesz ugyanaz a motor, ha azt lézeres gyújtógyertyákkal szereljük fel. Mint minden motorfejlesztés természetesen itt is cél a károsanyag-kibocsátás csökkentése. A kutatók 50%-os CH, CO és NOx kibocsátás csökkenést remélnek az új technológiától.

A fejlesztések során számos kísérletet végeztek különböző lézer típusokkal, míg végül a rezonátor üreg nélküli kialakítású fényforrás mellett döntöttek, ugyanis ezzel tudtak az elektromos szikrához legjobban hasonló lézernyalábot létrehozni. A lézernyaláb eljuttatásának módja és a fényforrások számának meghatározása is hasonló problémát jelentett. Számos lehetőség szóba került. Például: egy közös lézer mind a négy hengerhez, vagy hengerenként egy-egy lézer, vagy kéthengerenként egy-egy lézer. A lézernyalábot a fényforrástól az égéstérig optikai kábelek segítségével juttatták el, ami kellőképpen üzembiztosnak bizonyult a „gyújtókábel” feladatainak ellátására.

A kutatók szerint a lézergyújtás még hideg motor esetében is képes lehet az optimálishoz közelítő égés előállítására, így a bemelegedés során kibocsátott károsanyag mennyisége számottevően csökkenne. Ugyan a fejlesztés még igen korai szakaszban van, de már számos továbbfejlesztési lehetőség is kipattant a mérnökök fejéből. Az égéstérben szétszórt lézersugarak ugyanis információkat hordoznak a benne zajlódó folyamatokról. Tehát azok befogásával a motorvezérlő információkhoz juthat a befecskendezett tüzelőanyag/levegő keverék minőségéről. Rugalmas hajtóanyag ellátórendszerű járműveknél ez a jelenség rendkívül fontos funkciót tölthetne be.

Forrásom: http://www.liv.ac.uk/