Zapaljiva iskra

Zapaljiva iskra

Villach u Koruškoj gotovo je označio kraj električne svjećice. U nesveučilišnom istraživačkom centru Carinthian Tech Research, ili skraćeno CTR, bilo je moguće zapaliti smjesu goriva i zraka u ispitnom motoru s prethodno nedostižnom preciznošću i učinkovitošću - koristeći lasersko svjetlo umjesto električne iskre za paljenje. “Laserski puls traje samo nekoliko nanosekundi, stvara oblak plazme od nekoliko stotina tisuća stupnjeva, može se precizno podesiti na idealan kut radilice i može jednako dobro zapaliti sva konvencionalna i alternativna goriva,” objašnjava Gerhard Kroupa, voditelj projekta laserskog paljenja u CTR-u. Ali usprkos ovim uvjerljivim prednostima, laserska svjećica razvijena zajedno s tvrtkom AVL List GmbH sa sjedištem u Grazu zasad je stavljena na čekanje od strane proizvođača automobila. “Očito još uvijek preskupo u ovom trenutku”, kratko komentira odluku Kroupa i tješi se činjenicom da će se visokotehnološka svjećica, stasala godinama razvoja, uskoro koristiti u industriji u kojoj se svaki cent ne okreće tri puta: u svemirskim putovanjima.

Potrebne su inovacije
Iako će laserska svjećica zasad ispaljivati ​​samo rakete, razvoj na području električnih svjećica za automobile nipošto nije stao. Dok je kod motora s prirodnim usisavanjem dovoljan napon paljenja od 20.000 do 30.000 volti za pouzdano paljenje smjese goriva i zraka, visokonapunjeni motori najnovije generacije zahtijevaju napon paljenja do 40.000 volti. “Kada su u pitanju svjećice, ne samo čistoća keramike, već i cjelokupni dizajn mora biti ispravan,” objašnjava Tobias Ruf, potpredsjednik inženjeringa za svjećice u Boschu. Prema njegovom mišljenju, trenutno je velika tema u razvoju svjećica minijaturizacija. “Danas svjedočimo prijelazu s čepova s ​​navojem M14 na M12, a od 2020. čepovi s navojem M10 igrat će važnu ulogu”, kaže Ruf. Bosch je nedavno započeo s proizvodnjom središnje elektrode svojih svjećica visokih performansi od legure nikla Alloy 602, koja je znatno otpornija na koroziju pri visokim temperaturama od legura koje su se ranije koristile.

Novi dizajn svijeća 
Japanski proizvođač NGK, također proizvođač originalne opreme za velike proizvođače automobila i motocikala, budućnost vidi u različitim vrstama jednomasnih svjećica od plemenitih metala. Godine 2011. NGK je predstavio inovativni dizajn čašice za kontakt svjećice, koji omogućuje ekstremne napone paljenja u visoko napunjenim motorima bez opasnosti od kvara ili preskoka. NGK pokazuje koliko visoke tehnologije može biti u svjećici sa svojom serijskom svjećicom za četverocilindrični turbo Mercedes A45 AMG od 360 KS. Uz spomenuti "dizajn šalice", opremljen je dugim izolatorom od nove, osobito dielektrično otporne keramike. Izolatorska baza koja se brzo zagrijava osigurava dobra svojstva hladnog pokretanja, tanak M12 navoj ostavlja više prostora za rashladne kanale. Fina dvostupanjska središnja iridijeva elektroda od 0,8 mm smanjuje trošenje, skošena SPE uzemljena elektroda s platinskim blokovima na rubu poboljšava dostupnost smjese i širenje plamena. 
Japanski dobavljač Denso također koristi srebrnasti plemeniti metal, koji je sličan platini, za svoje “Iridium Power” svjećice. Denso predstavlja rezultate mjerenja prema kojima iridijske svjećice povećavaju performanse motora za najmanje pola konjske snage u usporedbi s konvencionalnim svjećicama. Što se tiče dizajna, Denso ide svojim putem i oblikuje vrh elektrode za uzemljenje u obliku finog stošca. Ovo smanjuje toplinu koju apsorbira elektroda i poboljšava performanse paljenja jer je područje na elektrodi za uzemljenje koje zapravo dolazi u kontakt s pilot plamenom vrlo malo. Aerodinamični konus omogućuje protok smjese goriva i zraka uz manje trenja, što omogućuje dosljedno paljenje. 
Njemački dobavljač BorgWarner Beru Systems razvio je inteligentno rješenje za korištenje pri najvišim naponima paljenja sa svojim priključnim svitkom paljenja "Plug Top Coil". Poseban spoj s tlačnom oprugom omogućuje korištenje svjećica s produljenim izolatorskim vratom i novim, zdjelastim spojem “zdjele”, koji osigurava pouzdano paljenje smjese goriva i zraka. Još jedna inovacija iz Berua je "Dual Coil Ignition System" s dvije solenoidne zavojnice u jednom kućištu. Prednosti u odnosu na konvencionalne zavojnice za paljenje: kraći intervali paljenja i preciznije vrijeme pri različitim brzinama i brzim promjenama punjenja.

Budućnost paljenja
Američki proizvođač svjećica Federal Mogul Motorparts razvio je inovativni sustav paljenja Corona posebno za benzinske motore u radu sa siromašnom gorivom i na testovima je dokazao uštedu goriva do deset posto. Jedinica za paljenje koronske svijeće sastoji se od indukcijske zavojnice i upravljačke jedinice koja pretvara ulazni napon od dvanaest volti u izmjenični napon s frekvencijom od oko jednog MHz. Iz četiri elektrode za paljenje, snažno izmjenično električno polje zrači daleko u komoru za izgaranje, pretvarajući smjesu zraka i goriva u području elektroda za paljenje u plazmu koja pali naboj u roku od nekoliko nanosekundi. Klaus Bolay, tehnološki trener u Federal Mogulu: "Paljenje Corona već se uspješno koristi u stacionarnim industrijskim motorima i ima dobre izglede da se u bliskoj budućnosti koristi u motorima osobnih automobila."