Den tennende gnisten

Den tennende gnisten

Villach i Kärnten markerte nesten slutten på den elektriske tennpluggen. Ved det ikke-universitetsbaserte forskningssenteret Carinthian Tech Research, eller forkortet CTR, var det mulig å tenne drivstoff-luftblandingen i en testmotor med tidligere uoppnåelig presisjon og effektivitet – ved å bruke laserlys i stedet for den elektriske tenningsgnisten. "Laserpulsen varer bare noen få nanosekunder, skaper en plasmasky på flere hundre tusen grader, kan justeres nøyaktig til den ideelle veivakselvinkelen og kan tenne alle konvensjonelle og alternative drivstoff like godt," forklarer Gerhard Kroupa, leder for lasertenningsprosjektet ved CTR. Men til tross for disse overbevisende fordelene, har lasertennpluggen utviklet sammen med Graz-baserte AVL List GmbH blitt satt på vent av bilprodusentene foreløpig. «Tilsynelatende fortsatt for dyrt for øyeblikket», kommenterer Kroupa kort avgjørelsen og trøster seg med at den høyteknologiske tennpluggen, som har modnet over år med utviklingsarbeid, snart vil bli brukt i en bransje der ikke hver krone snus tre ganger: i romfart.

Krever innovasjoner
Selv om lasertennpluggen foreløpig kun vil avfyre ​​raketter, har utviklingen innen elektriske tennplugger for biler på ingen måte stått stille. Mens i naturlig aspirerte motorer er en tenningsspenning på 20 000 til 30 000 volt tilstrekkelig for pålitelig tenning av drivstoff-luftblandingen, krever høyt ladede motorer av siste generasjon tenningsspenninger på opptil 40 000 volt. "Når det kommer til tennplugger, må ikke bare renheten til keramikken, men også den generelle designen være riktig," forklarer Tobias Ruf, Vice President Engineering Spark Plugs hos Bosch. Etter hans mening er det store temaet innen tennpluggutvikling for tiden miniatyrisering. "I dag er vi vitne til overgangen fra plugger med M14 gjenger til M12, og fra 2020 vil plugger med M10 gjenger spille en viktig rolle," sier Ruf. Bosch har nylig begynt å produsere senterelektroden til sine høyytelses tennplugger fra nikkellegeringen Alloy 602, som er betydelig mer motstandsdyktig mot høytemperaturkorrosjon enn tidligere brukt legeringer.

Nytt stearinlysdesign 
Den japanske produsenten NGK, også en originalutstyrsprodusent for store bil- og motorsykkelprodusenter, ser fremtiden innen ulike typer tennplugger av edelt metall av en masse. I 2011 introduserte NGK et innovativt koppdesign for tennpluggkontakten, som muliggjør ekstreme tennspenninger i høyt ladede motorer uten risiko for havari eller overslag. NGK demonstrerer hvor mye høyteknologi det kan være i en tennplugg med sin serietennplugg for den 360 hk firesylindrede turboen Mercedes A45 AMG. I tillegg til nevnte "koppdesign", er den utstyrt med en lang isolator laget av ny, spesielt dielektrisk motstandsdyktig keramikk. Den raskt oppvarmende isolatorbasen sikrer gode kaldstartegenskaper, den slanke M12-tråden gir mer plass til kjølekanaler. Den 0,8 mm fine to-trinns iridium-senterelektroden reduserer slitasje, den skråstilte SPE-jordelektroden med platinablokker på kanten forbedrer blandingens tilgjengelighet og flammeutbredelse. 
Den japanske leverandøren Denso bruker også det sølvfargede edle metallet, som ligner platina, til sine «Iridium Power»-tennplugger. Denso presenterer måleresultater i henhold til hvilke iridium-tennplugger øker motorytelsen med minst en halv hestekrefter sammenlignet med konvensjonelle tennplugger. Når det kommer til design, går Denso sine egne veier og former tuppen av jordelektroden i form av en fin kjegle. Dette reduserer varmen som absorberes av elektroden og forbedrer tenningsytelsen fordi området på jordelektroden som faktisk kommer i kontakt med pilotflammen er svært lite. Den strømlinjeformede kjeglen lar drivstoff-luftblandingen strømme forbi med mindre friksjon, noe som gir jevn tenning. 
Den tyske leverandøren BorgWarner Beru Systems har utviklet en intelligent løsning for bruk ved de høyeste tennspenningene med sin plug-in tennspole “Plug Top Coil”. En spesiell kompresjonsfjærkobling tillater bruk av tennplugger med en utvidet isolatorhals og en ny, bolleformet "skål"-forbindelse, som sikrer pålitelig tenning av drivstoff-luftblandingen. En annen innovasjon fra Beru er "Dual Coil Ignition System" med to solenoidspoler i ett hus. Fordelene fremfor konvensjonelle tennspoler: Kortere tenningsintervaller og mer presis timing ved forskjellige hastigheter og raske ladeendringer.

Fremtiden for tenning
Den amerikanske tennpluggprodusenten Federal Mogul Motorparts har utviklet det innovative Corona-tenningssystemet spesielt for bensinmotorer i mager-forbrenningsdrift og har bevist drivstoffbesparelser på opptil ti prosent i tester. Tenningsenheten til et koronalys består av en induksjonsspole og en kontrollenhet som konverterer den tolv volts inngangsspenningen til en vekselspenning med en frekvens på rundt én MHz. Fra fire tennelektroder stråler et sterkt vekslende elektrisk felt langt inn i forbrenningskammeret, og transformerer luft-drivstoffblandingen i området til tennelektrodene til et plasma som tenner ladningen i løpet av noen få nanosekunder. Klaus Bolay, teknologitrener ved Federal Mogul: "Corona-tenningen brukes allerede med suksess i stasjonære industrimotorer og har en god sjanse til å bli brukt i personbilmotorer i nær fremtid."