Süttiv säde

Süttiv säde

Kärnteni Villach tähistas peaaegu elektrisüüteküünla lõppu. Ülikoolivälises uurimiskeskuses Carinthian Tech Research ehk lühidalt CTR oli võimalik katsemootoris kütuse-õhu segu süüdata seni saavutamatu täpsuse ja efektiivsusega – elektrilise süüte sädeme asemel laservalgust kasutades. "Laserimpulss kestab vaid mõne nanosekundi, tekitab mitmesaja tuhande kraadise plasmapilve, seda saab täpselt reguleerida ideaalse väntvõlli nurga alla ning see suudab ühtviisi hästi süüdata kõik tavapärased ja alternatiivsed kütused," selgitab CTR-i lasersüüteprojekti juht Gerhard Kroupa. Kuid hoolimata nendest veenvatest eelistest on autotootjad praeguseks ootele pannud Grazis asuva AVL List GmbH-ga koos välja töötatud lasersüüteküünla. “Praegu ilmselt veel liiga kallis,” kommenteerib Kroupa otsust lühidalt ja lohutab end sellega, et aastatepikkuse arendustööga küpsenud kõrgtehnoloogilist süüteküünalt hakatakse peagi kasutama tööstuses, kus iga sent kolm korda ümber ei pöörata: kosmosereisidel.

Vajalikud uuendused
Kuigi lasersüüteküünal laseb esialgu vaid rakette, pole areng autode elektrisüüteküünalde vallas sugugi seisma jäänud. Kui vabalthingavates mootorites piisab kütuse-õhu segu usaldusväärseks süütamiseks 20 000–30 000 voldist süütepingest, siis viimase põlvkonna kõrgelt laetud mootorid nõuavad kuni 40 000 volti süütepinget. "Süüteküünalde puhul peab mitte ainult keraamika puhtus olema õige, vaid ka üldine disain," selgitab Boschi süüteküünalde asepresident Tobias Ruf. Tema hinnangul on süüteküünalde arenduses praegu suur teema miniaturiseerimine. "Täna oleme tunnistajaks üleminekule M14 keermega pistikutelt M12-le ja alates 2020. aastast mängivad M10 keermega pistikud olulist rolli," ütleb Ruf. Bosch alustas hiljuti oma suure jõudlusega süüteküünalde keskelektroodi tootmist niklisulamist Alloy 602, mis on oluliselt vastupidavam kõrgtemperatuursele korrosioonile kui varem kasutatud sulamid.

Uus küünla disain 
Jaapani tootja NGK, mis on ka suuremate auto- ja mootorrattatootjate originaalvarustuse tootja, näeb tulevikku erinevat tüüpi ühemassilistes väärismetallist süüteküünaldes. 2011. aastal tutvustas NGK uudset süüteküünla kontakti tassi disaini, mis võimaldab kõrgelt laetud mootorites äärmuslikke süütepingeid ilma rikke või ülevooluta. NGK demonstreerib 360 hj neljasilindrilise turbomootoriga Mercedes A45 AMG seeria süüteküünlaga, kui palju kõrgtehnoloogiat võib süüteküünal olla. Lisaks mainitud “topsi disainile” on see varustatud pika isolaatoriga, mis on valmistatud uuest, eriti dielektrikindlast keraamikast. Kiiresti soojenev isolaatoripõhi tagab head külmkäivitusomadused, õhuke M12 keerme jätab rohkem ruumi jahutuskanalitele. 0,8 mm peen kaheastmeline iriidiumi keskelektrood vähendab kulumist, faasitud SPE maanduselektrood plaatinaplokkidega serval parandab segu ligipääsetavust ja leegi levikut. 
Jaapani tarnija Denso kasutab ka oma Iridium Power süüteküünalde jaoks hõbedast väärismetalli, mis sarnaneb plaatinaga. Denso esitleb mõõtmistulemusi, mille kohaselt suurendavad iriidiumsüüteküünlad mootori jõudlust tavaliste süüteküünaldega võrreldes vähemalt poole hobujõu võrra. Disaini osas läheb Denso oma teed ja kujundab maanduselektroodi otsa peene koonuse kujuliseks. See vähendab elektroodi neeldunud soojust ja parandab süütevõimet, kuna maanduselektroodi ala, mis tegelikult kontaktleegiga kokku puutub, on väga väike. Voolujooneline koonus võimaldab kütuse-õhu segul vähema hõõrdumisega mööda voolata, võimaldades ühtlaselt süttida. 
Saksa tarnija BorgWarner Beru Systems on oma pistiksüütepooliga “Plug Top Coil” välja töötanud intelligentse lahenduse kasutamiseks kõrgeimate süütepingetega. Spetsiaalne survevedruühendus võimaldab kasutada pikendatud isolaatorikaelaga süüteküünlaid ja uut, kausikujulist “kausi” ühendust, mis tagab kütuse-õhu segu usaldusväärse süttimise. Teine Beru uuendus on kahepoolne süütesüsteem, mille ühes korpuses on kaks solenoidpooli. Eelised tavaliste süütepoolide ees: lühemad süüteintervallid ja täpsem ajastus erinevatel kiirustel ja kiire laadimisvahetus.

Süütamise tulevik
USA süüteküünlatootja Federal Mogul Motorparts on välja töötanud uuendusliku Corona süütesüsteemi spetsiaalselt lahja põlemisrežiimil töötavatele bensiinimootoritele ja on testides tõestanud kuni kümme protsenti kütusesäästu. Koroonaküünla süüteplokk koosneb induktsioonpoolist ja juhtplokist, mis muundab kaheteistkümnevoldise sisendpinge vahelduvpingeks sagedusega umbes üks MHz. Neljast süüteelektroodist kiirgab tugev vahelduv elektriväli kaugele põlemiskambrisse, muutes süüteelektroodide piirkonnas oleva õhu-kütuse segu plasmaks, mis süütab laengu mõne nanosekundi jooksul. Klaus Bolay, Federal Moguli tehnoloogiakoolitaja: "Corona süüdet kasutatakse juba edukalt statsionaarsetes tööstusmootorites ja sellel on hea võimalus lähitulevikus kasutada ka sõiduautode mootorites."