Scânteia care se aprinde

Scânteia care se aprinde

Villach din Carintia aproape a marcat sfârșitul bujiei electrice. La centrul de cercetare nonuniversitar Carinthian Tech Research, sau pe scurt CTR, a fost posibil să se aprindă amestecul combustibil-aer într-un motor de testare cu o precizie și o eficiență de neatins până acum - folosind lumina laser în loc de scânteia electrică de aprindere. „Impulsul laser durează doar câteva nanosecunde, creează un nor de plasmă de câteva sute de mii de grade, poate fi ajustat cu precizie la unghiul ideal al arborelui cotit și poate aprinde la fel de bine toți combustibilii convenționali și alternativi”, explică Gerhard Kroupa, șeful proiectului de aprindere cu laser la CTR. Dar, în ciuda acestor avantaje convingătoare, bujia laser dezvoltată împreună cu AVL List GmbH din Graz a fost suspendată de producătorii de automobile pentru moment. „Aparent este încă prea scump în acest moment”, comentează pe scurt Kroupa decizia și se consolează cu faptul că bujia de înaltă tehnologie, care s-a maturizat de-a lungul anilor de muncă de dezvoltare, va fi folosită în curând într-o industrie în care nu fiecare cent este răsturnat de trei ori: în călătoriile în spațiu.

Sunt necesare inovații
Deși bujia cu laser va trage deocamdată doar rachete, dezvoltarea în domeniul bujiilor electrice pentru automobile nu a rămas în niciun caz pe loc. În timp ce în motoarele cu aspirație naturală o tensiune de aprindere de 20.000 până la 30.000 de volți este suficientă pentru aprinderea fiabilă a amestecului combustibil-aer, motoarele foarte încărcate de ultimă generație necesită tensiuni de aprindere de până la 40.000 de volți. „Când vine vorba de bujii, nu numai puritatea ceramicii, ci și designul general trebuie să fie corecte”, explică Tobias Ruf, vicepreședinte Engineering Spark Plugs la Bosch. În opinia sa, marele subiect în dezvoltarea bujiilor este în prezent miniaturizarea. „Astăzi asistăm la trecerea de la dopurile cu filet M14 la M12, iar din 2020, dopurile cu filet M10 vor juca un rol important“, spune Ruf. Bosch a început recent să producă electrodul central al bujiilor sale de înaltă performanță din aliajul de nichel Alloy 602, care este semnificativ mai rezistent la coroziune la temperaturi înalte decât aliajele utilizate anterior.

Design nou de lumânare 
Producătorul japonez NGK, de asemenea producător de echipamente originale pentru marii producători de mașini și motociclete, vede viitorul în diferite tipuri de bujii din metal prețios de o singură masă. În 2011, NGK a introdus un design inovator de cupă pentru contactul bujiilor, care permite tensiuni extreme de aprindere în motoarele foarte încărcate, fără riscul de defecțiune sau declanșare. NGK demonstrează cât de multă tehnologie de înaltă tehnologie poate fi o bujie cu bujia sa de serie pentru turbo cu patru cilindri de 360 ​​CP Mercedes A45 AMG. Pe lângă „designul cupei” menționat, acesta este echipat cu un izolator lung din ceramică nouă, deosebit de rezistentă la dielectric. Baza izolatoare cu încălzire rapidă asigură proprietăți bune de pornire la rece, filetul subțire M12 lasă mai mult spațiu pentru canalele de răcire. Electrodul central cu iridiu fin de 0,8 mm în două trepte reduce uzura, electrodul de împământare SPE teșit cu blocuri de platină pe margine îmbunătățește accesibilitatea amestecului și propagarea flăcării. 
Furnizorul japonez Denso folosește și metalul prețios argintiu, care este similar cu platina, pentru bujiile sale „Iridium Power”. Denso prezintă rezultatele măsurătorilor conform cărora bujiile cu iridiu măresc performanța motorului cu cel puțin jumătate de cai putere față de bujiile convenționale. Când vine vorba de design, Denso merge pe propriul său drum și modelează vârful electrodului de împământare sub forma unui con fin. Acest lucru reduce căldura absorbită de electrod și îmbunătățește performanța de aprindere deoarece zona de pe electrodul de masă care intră de fapt în contact cu flacăra pilot este foarte mică. Conul raționalizat permite amestecului combustibil-aer să treacă cu mai puțină frecare, permițând o aprindere consistentă. 
Furnizorul german BorgWarner Beru Systems a dezvoltat o soluție inteligentă pentru utilizare la cele mai mari tensiuni de aprindere cu bobina sa de aprindere plug-in „Plug Top Coil”. O conexiune specială cu arc de compresie permite utilizarea bujiilor cu un gât izolator extins și o nouă conexiune „bol” în formă de bol, care asigură aprinderea fiabilă a amestecului combustibil-aer. O altă inovație de la Beru este „Sistemul de aprindere cu două bobine” cu două bobine solenoide într-o singură carcasă. Avantajele față de bobinele de aprindere convenționale: intervale de aprindere mai scurte și sincronizare mai precisă la viteze diferite și schimbări rapide de încărcare.

Viitorul aprinderii
Producătorul american de bujii Federal Mogul Motorparts a dezvoltat sistemul inovator de aprindere Corona special pentru motoarele pe benzină în funcționare cu ardere slabă și a dovedit economii de combustibil de până la zece procente în teste. Unitatea de aprindere a unei lumânări corona constă dintr-o bobină de inducție și o unitate de control care convertește tensiunea de intrare de doisprezece volți într-o tensiune alternativă cu o frecvență de aproximativ un MHz. De la patru electrozi de aprindere, un câmp electric alternativ puternic radiază departe în camera de ardere, transformând amestecul aer-combustibil din zona electrozilor de aprindere într-o plasmă care aprinde sarcina în câteva nanosecunde. Klaus Bolay, trainer tehnologic la Federal Mogul: „Aprinderea Corona este deja folosită cu succes în motoarele industriale staționare și are șanse mari să fie folosită în motoarele autoturismelor în viitorul apropiat”.