Aizdedzinošā dzirkstele

Aizdedzinošā dzirkstele

Villach Karintijā gandrīz iezīmēja elektriskās aizdedzes sveces galu. Neuniversitātes pētniecības centrā Carinthian Tech Research jeb saīsināti CTR bija iespējams aizdedzināt degvielas un gaisa maisījumu testa dzinējā ar iepriekš nesasniedzamu precizitāti un efektivitāti – elektriskās aizdedzes dzirksteles vietā izmantojot lāzera gaismu. "Lāzera impulss ilgst tikai dažas nanosekundes, rada vairāku simtu tūkstošu grādu plazmas mākoni, to var precīzi pielāgot ideālajam kloķvārpstas leņķim un var vienlīdz labi aizdedzināt visas parastās un alternatīvās degvielas," skaidro Gerhards Kroupa, CTR lāzera aizdedzes projekta vadītājs. Taču, neskatoties uz šīm pārliecinošajām priekšrocībām, automašīnu ražotāji pagaidām ir aizturējuši lāzera aizdedzes sveci, kas izstrādāta kopā ar Grācā bāzēto AVL List GmbH. “Pagaidām acīmredzot vēl par dārgu,” lēmumu īsi komentē Kroupa un mierina ar to, ka augsto tehnoloģiju aizdedzes svece, kas nobriedusi gadu gaitā izstrādes darbā, drīzumā tiks izmantota nozarē, kurā ne katrs cents tiek apgriezts trīs reizes: kosmosa ceļojumos.

Nepieciešamas inovācijas
Lai gan lāzera aizdedzes svece pagaidām izšaus tikai raķetes, attīstība automobiļu elektrisko aizdedzes sveču jomā nekādā ziņā nav apstājusies. Ja atmosfēriskos dzinējos ar aizdedzes spriegumu no 20 000 līdz 30 000 voltu pietiek, lai droši aizdedzinātu degvielas un gaisa maisījumu, jaunākās paaudzes augsti uzlādētiem dzinējiem ir nepieciešams līdz 40 000 voltu aizdedzes spriegums. “Runājot par aizdedzes svecēm, ir jābūt pareizam ne tikai keramikas tīrībai, bet arī kopējam dizainam,” skaidro Tobiass Rufs, Bosch aizdedzes sveču inženierijas viceprezidents. Viņaprāt, sveču izstrādes lielā tēma šobrīd ir miniaturizācija. "Šodien mēs esam liecinieki pārejai no spraudņiem ar M14 vītnēm uz M12, un no 2020. gada spraudņiem ar M10 vītnēm būs svarīga loma," saka Rufs. Bosch nesen sāka ražot savu augstas veiktspējas aizdedzes sveču centrālo elektrodu no niķeļa sakausējuma Alloy 602, kas ir ievērojami izturīgāks pret augstas temperatūras koroziju nekā iepriekš izmantotie sakausējumi.

Jauns sveces dizains 
Japānas ražotājs NGK, kas ir arī oriģinālo iekārtu ražotājs lielākajiem automašīnu un motociklu ražotājiem, nākotni redz dažāda veida vienmasas dārgmetālu aizdedzes svecēs. 2011. gadā NGK ieviesa novatorisku aizdedzes sveces kontakta kausa dizainu, kas nodrošina ārkārtēju aizdedzes spriegumu augsti uzlādētos dzinējos, neriskējot sabojāt vai uzliesmot. NGK demonstrē, cik daudz augsto tehnoloģiju var būt aizdedzes svecē ar sērijas aizdedzes sveci 360 ZS četrcilindru turbo Mercedes A45 AMG. Papildus minētajam “kausa dizainam” tas ir aprīkots ar garu izolatoru, kas izgatavots no jaunas, īpaši dielektriski izturīgas keramikas. Ātri uzkarstošā izolatora pamatne nodrošina labas aukstās palaišanas īpašības, plānā M12 vītne atstāj vairāk vietas dzesēšanas kanāliem. 0,8 mm smalkais divpakāpju irīdija centra elektrods samazina nodilumu, slīpais SPE zemējuma elektrods ar platīna blokiem malā uzlabo maisījuma pieejamību un liesmas izplatīšanos. 
Japāņu piegādātājs Denso savām “Iridium Power” aizdedzes svecēm izmanto arī sudrabaino dārgmetālu, kas ir līdzīgs platīnam. Denso prezentē mērījumu rezultātus, saskaņā ar kuriem irīdija aizdedzes sveces palielina dzinēja veiktspēju vismaz par pusi zirgspēku salīdzinājumā ar parastajām aizdedzes svecēm. Runājot par dizainu, Denso iet savu ceļu un veido iezemētā elektroda galu smalka konusa formā. Tas samazina siltumu, ko absorbē elektrods, un uzlabo aizdedzes veiktspēju, jo zemējuma elektroda laukums, kas faktiski saskaras ar pilotliesmu, ir ļoti mazs. Racionalizētais konuss ļauj degvielas un gaisa maisījumam plūst garām ar mazāku berzi, nodrošinot vienmērīgu aizdedzi. 
Vācu piegādātājs BorgWarner Beru Systems ir izstrādājis inteliģentu risinājumu lietošanai pie augstākajiem aizdedzes spriegumiem ar savu spraudņa aizdedzes spoli “Plug Top Coil”. Īpašs kompresijas atsperes savienojums ļauj izmantot aizdedzes sveces ar pagarinātu izolatora kakliņu un jaunu, bļodveida “bļodas” savienojumu, kas nodrošina drošu degvielas-gaisa maisījuma aizdegšanos. Vēl viens Beru jauninājums ir “Dual Coil Ignition System” ar divām solenoīda spolēm vienā korpusā. Priekšrocības salīdzinājumā ar parastajām aizdedzes spolēm: īsāki aizdedzes intervāli un precīzāks laiks pie dažādiem ātrumiem un ātras uzlādes maiņas.

Aizdegšanās nākotne
ASV aizdedzes sveču ražotājs Federal Mogul Motorparts ir izstrādājis inovatīvo Corona aizdedzes sistēmu īpaši benzīna dzinējiem, kas darbojas ar liesu degšanu, un testos ir pierādījis degvielas ietaupījumu līdz pat desmit procentiem. Korona sveces aizdedzes bloks sastāv no indukcijas spoles un vadības bloka, kas pārveido divpadsmit voltu ieejas spriegumu maiņspriegumā ar frekvenci aptuveni viens MHz. No četriem aizdedzes elektrodiem spēcīgs mainīgs elektriskais lauks izstaro tālu sadegšanas kamerā, pārveidojot gaisa un degvielas maisījumu aizdedzes elektrodu zonā par plazmu, kas dažu nanosekunžu laikā aizdedzina lādiņu. Klauss Bolay, Federal Mogul tehnoloģiju treneris: "Corona aizdedze jau tiek veiksmīgi izmantota stacionārajos rūpnieciskajos dzinējos, un tai ir labas izredzes tuvākajā nākotnē to izmantot vieglo automašīnu dzinējos."