Hva er en laser Spark Plug?

Laser tennplugger til forbrenningsmotorer fokusere en laserstråle på innsiden av sylinderveggen for å lage en mini eksplosjon å presse stempelet ned for å kjøre motoren. Laserstrålen danner en mer symmetrisk ekspansjon enn den konvensjonelle tennplugg for å antenne eksplosjon. Laseren plugg tenningen er tre ganger raskere enn standard tennpluggen. Laseren versjonen kan øke drivstoffeffektiviteten og redusere klimagassutslippene.

Bakgrunn

Laser tenning teknologi datoer til 1978, når vitenskaps JD Dale demonstrert sin ytelse evner. Teknologien ble i stor grad holdt i et laboratoriemiljø for mer enn 20 år siden laserleveringssystemer var kompliserte og altfor stor for praktisk bruk i forbrenningsmotorer. I de senere årene, bilprodusentene Toyota og Mitsubishi, samt National Institutes of naturvitenskap og General Electric, utviklet mindre laser tennplugger. Ingeniører montert den nye laser pluggen direkte over motorens sylindre for å rette en laserstråle inn i kammeret. I det siste tiåret, laser tennpluggen vokste gradvis mindre til det punktet at det ble kommersielt levedyktig. Til syvende og sist, kan laser plugger erstatte tennplugger.

Vitenskapen

Laseren pluggen virker i det vesentlige på samme måte som tennpluggen ved å tenne en eksplosjon inne i sylinderen. Standarden tennplugg skaper en elektrisk gnist for å tenne luft-drivstoffblandingen komprimeres inn i sylinderen. Imidlertid tennpluggen antenner bare luft-brennstoffblandingen ved toppen av sylinderen i nærheten av gnistgapet av pluggen. Dette er sløsing med energi ved å la sylinderveggene for å absorbere mye av eksplosjonsvarmen før den når toppen av stemplet i bunnen av sylinderen. Laseren plugg sender en fokusert stråle ved ca. 100 gigawatt pr kvadratcentimeter i korte pulser direkte til toppen av stempelet for å tenne på hele blandingen. Laser plugger puls strålen inn i sylinderen i nanosekunder i stedet for de millisekunder det tar standard tennpluggen. Dette forbedrer motor timing for bedre drivstoffeffektivitet.

Miljøvennlig

Begrensningene av standard tennpluggen omfatter utvikling giftige nitrøse gasser som skaper luftforurensning fordi pluggen forbrenner mer drivstoff enn luft. Høyere energitennplugger kan redusere utslippene, men elektrodene ville brenne ut raskere og krever konstant utskifting. Laser plugger har ikke elektroder og kan antennes luft-drivstoff blanding med mer luft enn drivstoff for en magrere blanding. Ingeniører jobber med å kreve at laser plugger utføre over et stort temperaturområde og håndtere støt og vibrasjoner i bilen. Målet er å ha laser plugger produsere minimum 100 millioner laserskudd i sin levetid, med det endelige mål om 500 millioner skudd. Dagens teknologi gjør det mulig for laser plugger ca 315 millioner bilder. Samlet motoreffektivitet kunne øke med 45 prosent med laser plugger.

Framtid

I 2011 laser tennplugger var ikke på markedet, selv om konferansen om Lasere og elektro-optikk organisert et team for å forhandle med en tennplugg produsenten å produsere den første laser plugg for kommersielle programmer. En erstatning for dagens driver er pulsplugger som lagrer tenning energi og utslipp av energi med fokuserte plasma baller til å øke motorens effektivitet.