Den tændende gnist

Den tændende gnist

Villach i Kärnten markerede næsten enden på det elektriske tændrør. På det ikke-universitære forskningscenter Carinthian Tech Research, eller kort sagt CTR, var det muligt at antænde brændstof-luftblandingen i en testmotor med hidtil uopnåelig præcision og effektivitet - ved hjælp af laserlys i stedet for den elektriske tændingsgnist. "Laserimpulsen varer kun et par nanosekunder, skaber en plasmasky på flere hundrede tusinde grader, kan justeres præcist til den ideelle krumtapakselvinkel og kan antænde alle konventionelle og alternative brændstoffer lige godt," forklarer Gerhard Kroupa, leder af lasertændingsprojektet hos CTR. Men på trods af disse overbevisende fordele er lasertændrøret udviklet sammen med Graz-baserede AVL List GmbH indtil videre blevet sat i bero af bilfabrikanterne. "Tilsyneladende stadig for dyrt i øjeblikket," kommenterer Kroupa kort beslutningen og trøster sig med, at det højteknologiske tændrør, som er blevet modnet gennem flere års udviklingsarbejde, snart skal bruges i en branche, hvor ikke hver krone bliver vendt rundt tre gange: i rumfart.

Innovationer påkrævet
Selvom lasertændrøret indtil videre kun vil affyre raketter, har udviklingen inden for elektriske tændrør til biler på ingen måde stået stille. Mens en tændspænding på 20.000 til 30.000 volt i naturligt aspirerede motorer er tilstrækkelig til pålidelig tænding af brændstof-luftblandingen, kræver højladede motorer af den seneste generation tændspændinger på op til 40.000 volt. "Når det kommer til tændrør, skal ikke kun renheden af ​​keramikken, men også det overordnede design være rigtigt," forklarer Tobias Ruf, Vice President Engineering Spark Plugs hos Bosch. Efter hans mening er det store emne inden for tændrørsudvikling i øjeblikket miniaturisering. "I dag er vi vidne til overgangen fra stik med M14-gevind til M12, og fra 2020 vil stik med M10-gevind spille en vigtig rolle," siger Ruf. Bosch er for nylig begyndt at fremstille midterelektroden af ​​sine højtydende tændrør af nikkellegeringen Alloy 602, som er væsentligt mere modstandsdygtig over for højtemperaturkorrosion end tidligere anvendte legeringer.

Nyt stearinlys design 
Den japanske producent NGK, også en producent af originaludstyr til store bil- og motorcykelproducenter, ser fremtiden i forskellige typer af enkeltmasse-tændrør i ædelmetal. I 2011 introducerede NGK et innovativt kopdesign til tændrørskontakten, som muliggør ekstreme tændingsspændinger i stærkt ladede motorer uden risiko for nedbrud eller overslag. NGK demonstrerer, hvor meget højteknologi der kan være i et tændrør med dets serie tændrør til den 360 hk firecylindrede turbo Mercedes A45 AMG. Ud over det nævnte "kopdesign" er den udstyret med en lang isolator lavet af ny, særligt dielektrisk resistent keramik. Den hurtigt opvarmende isolatorbase sikrer gode koldstartegenskaber, det slanke M12 gevind efterlader mere plads til kølekanaler. Den 0,8 mm fine to-trins iridium-centerelektrode reducerer slid, den affasede SPE-jordelektrode med platinblokke på kanten forbedrer blandingens tilgængelighed og flammeudbredelse. 
Den japanske leverandør Denso bruger også det sølvskinnende ædelmetal, der ligner platin, til sine "Iridium Power" tændrør. Denso præsenterer måleresultater, ifølge hvilke iridium-tændrør øger motorens ydeevne med mindst en halv hestekræfter sammenlignet med konventionelle tændrør. Når det kommer til design, går Denso sine egne veje og former spidsen af ​​jordelektroden i form af en fin kegle. Dette reducerer den varme, der absorberes af elektroden, og forbedrer tændingsydelsen, fordi området på jordelektroden, der faktisk kommer i kontakt med pilotflammen, er meget lille. Den strømlinede kegle tillader brændstof-luftblandingen at flyde forbi med mindre friktion, hvilket muliggør ensartet tænding. 
Den tyske leverandør BorgWarner Beru Systems har udviklet en intelligent løsning til brug ved de højeste tændspændinger med sin plug-in tændspole “Plug Top Coil”. En speciel kompressionsfjederforbindelse gør det muligt at bruge tændrør med forlænget isolatorhals og en ny skålformet "skål"-forbindelse, som sikrer pålidelig antændelse af brændstof-luftblandingen. En anden innovation fra Beru er "Dual Coil Ignition System" med to magnetspoler i et hus. Fordelene i forhold til konventionelle tændspoler: Kortere tændingsintervaller og mere præcis timing ved forskellige hastigheder og hurtige ladningsskift.

Fremtiden for tænding
Den amerikanske tændrørsproducent Federal Mogul Motorparts har udviklet det innovative Corona-tændingssystem specielt til benzinmotorer i lean-burn-drift og har bevist brændstofbesparelser på op til ti procent i test. Tændingsenheden på et coronalys består af en induktionsspole og en styreenhed, der konverterer 12 volts indgangsspænding til en vekselspænding med en frekvens på omkring en MHz. Fra fire tændelektroder udstråler et stærkt vekslende elektrisk felt langt ind i forbrændingskammeret, der omdanner luft-brændstofblandingen i området for tændelektroderne til et plasma, der antænder ladningen inden for få nanosekunder. Klaus Bolay, teknologitræner hos Federal Mogul: "Corona-tændingen bliver allerede brugt med succes i stationære industrimotorer og har en god chance for at blive brugt i personbilsmotorer i den nærmeste fremtid."