Uždeganti kibirkštis

Uždeganti kibirkštis

Villachas Karintijoje beveik pažymėjo elektros uždegimo žvakės pabaigą. Neuniversitetiniame tyrimų centre Carinthian Tech Research arba trumpiau CTR buvo galima bandomajame variklyje uždegti kuro ir oro mišinį anksčiau nepasiektu tikslumu ir efektyvumu – vietoj elektros uždegimo kibirkšties panaudojant lazerio šviesą. „Lazerio impulsas trunka tik kelias nanosekundes, sukuria kelių šimtų tūkstančių laipsnių plazmos debesį, gali būti tiksliai sureguliuotas iki idealaus alkūninio veleno kampo ir gali vienodai gerai uždegti visus įprastus ir alternatyvius degalus“, – aiškina CTR lazerinio uždegimo projekto vadovas Gerhardas Kroupa. Tačiau nepaisant šių įtikinamų pranašumų, kartu su Grace įsikūrusia AVL List GmbH sukurta lazerinė uždegimo žvakė kol kas buvo sustabdyta automobilių gamintojų. „Šiuo metu, matyt, dar per brangu“, – trumpai sprendimą komentuoja Kroupa ir guodžiasi tuo, kad per ilgus plėtros darbus subrendusi aukštųjų technologijų žvakė netrukus bus naudojama pramonėje, kurioje ne kiekvienas centas apverčiamas tris kartus: kelionėse į kosmosą.

Reikalingos naujovės
Nors lazerinė uždegimo žvakė kol kas šaudys tik raketomis, plėtra automobilių elektros žvakių srityje jokiu būdu nesustojo. Jei natūraliai įsiurbiamuose varikliuose patikimam kuro ir oro mišinio uždegimui pakanka 20 000–30 000 voltų uždegimo įtampos, tai naujausios kartos stipriai įkrautiems varikliams reikalinga iki 40 000 voltų uždegimo įtampa. „Kalbant apie uždegimo žvakes, ne tik keramikos grynumas, bet ir bendras dizainas turi būti teisingas“, – aiškina Tobias Ruf, „Bosch“ uždegimo žvakių inžinerijos viceprezidentas. Jo nuomone, šiuo metu pagrindinė uždegimo žvakių kūrimo tema yra miniatiūrizavimas. „Šiandien matome perėjimą nuo kištukų su M14 sriegiais prie M12, o nuo 2020 m. kištukai su M10 sriegiais vaidins svarbų vaidmenį“, – sako Rufas. „Bosch“ neseniai pradėjo gaminti savo aukštos kokybės uždegimo žvakių centrinį elektrodą iš nikelio lydinio Alloy 602, kuris yra žymiai atsparesnis korozijai aukštoje temperatūroje nei anksčiau naudoti lydiniai.

Naujas žvakės dizainas 
Japonijos gamintojas NGK, taip pat originalios įrangos gamintojas stambiems automobilių ir motociklų gamintojams, ateitį mato skirtingų tipų vienos masės tauriųjų metalų uždegimo žvakėse. 2011 m. NGK pristatė naujovišką uždegimo žvakės kontakto kaušelio konstrukciją, kuri įgalina itin aukštą uždegimo įtampą labai įkrautuose varikliuose, nesukeliant gedimo ar sprogimo rizikos. NGK demonstruoja, kiek aukštųjų technologijų gali būti uždegimo žvakėje su savo serijine uždegimo žvake, skirta 360 AG keturių cilindrų turbininiam Mercedes A45 AMG. Be minėto „puodelio dizaino“, jame yra ilgas izoliatorius, pagamintas iš naujos, ypač atsparios dielektrikai keramikos. Greitai įkaistantis izoliatoriaus pagrindas užtikrina geras šalto užvedimo savybes, plonas M12 sriegis palieka daugiau vietos aušinimo kanalams. 0,8 mm smulkus dviejų pakopų iridžio centrinis elektrodas sumažina susidėvėjimą, o nuožulnus SPE įžeminimo elektrodas su platinos blokeliais krašte pagerina mišinio prieinamumą ir liepsnos plitimą. 
Japonijos tiekėjas „Denso“ savo „Iridium Power“ uždegimo žvakėms taip pat naudoja sidabrinį taurųjį metalą, panašų į platiną. Denso pateikia matavimų rezultatus, pagal kuriuos iridžio uždegimo žvakės padidina variklio našumą bent puse arklio galių, palyginti su įprastomis uždegimo žvakėmis. Kalbant apie dizainą, Denso eina savo keliu ir suformuoja įžeminimo elektrodo galiuką smulkaus kūgio pavidalu. Tai sumažina elektrodo sugeriamą šilumą ir pagerina uždegimo efektyvumą, nes įžeminimo elektrodo plotas, kuris iš tikrųjų liečiasi su pagrindine liepsna, yra labai mažas. Supaprastintas kūgis leidžia kuro ir oro mišiniui tekėti pro šalį su mažesne trintimi ir užtikrina pastovų uždegimą. 
Vokiečių tiekėjas „BorgWarner Beru Systems“ sukūrė išmanų sprendimą, skirtą naudoti esant didžiausiai uždegimo įtampai, naudodamas įkišamą uždegimo ritę „Plug Top Coil“. Speciali suspaudimo spyruoklinė jungtis leidžia naudoti uždegimo žvakes su pailgintu izoliatoriaus kakleliu ir nauja, dubenėlio formos „dubenėlio“ jungtimi, kuri užtikrina patikimą kuro-oro mišinio užsidegimą. Dar viena Beru naujovė – „Dual Coil Ignition System“ su dviem solenoidinėmis ritėmis viename korpuse. Privalumai, palyginti su įprastomis uždegimo ritėmis: trumpesni uždegimo intervalai ir tikslesnis laikas esant skirtingam greičiui bei greiti įkrovimo keitimai.

Uždegimo ateitis
JAV uždegimo žvakių gamintojas „Federal Mogul Motorparts“ sukūrė novatorišką „Corona“ uždegimo sistemą, skirtą specialiai benzininiams varikliams, naudojantiems liesą degimą, ir bandymais įrodė, kad degalų taupymas siekia iki dešimties procentų. Koroninės žvakės uždegimo bloką sudaro indukcinė ritė ir valdymo blokas, kuris dvylikos voltų įėjimo įtampą paverčia kintamąja įtampa, kurios dažnis yra maždaug vienas MHz. Iš keturių uždegimo elektrodų stiprus kintamasis elektrinis laukas sklinda toli į degimo kamerą, uždegimo elektrodų srityje esantį oro ir kuro mišinį paverčia plazma, kuri per kelias nanosekundes uždega krūvį. Klausas Bolay, „Federal Mogul“ technologijų treneris: „Corona uždegimas jau sėkmingai naudojamas stacionariuose pramoniniuose varikliuose ir turi gerą galimybę artimiausiu metu būti panaudotas lengvųjų automobilių varikliuose“.