Свеча зажигания была и остается важнейшим компонентом двигателя внутреннего сгорания на протяжении всей его истории. Однако в будущем на смену ей могут прийти лазеры.
Японские ученые уверены, что в обозримом будущем на смену свече зажигания придет лазер, который будет выполнять ту же функцию детонатора для бензовоздушной смеси, которая поступает в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Замена свечи лазерным элементом обеспечит автомобилям увеличение эффективности, то есть снижение потребления топлива и снижение выброса вредных веществ в атмосферу. Идея такой замены достаточно очевидна, и в теоретическом аспекте она рассматривалась достаточно давно, однако лазерные элементы, способные создавать луч достаточной мощности, были слишком громоздкими для реализации этой концепции.
Теперь же японские ученые разработали новый многолучевой лазерный элемент, размеры которого достаточно малы для того, чтобы его можно было разместить под капотом автомобиля. Данный элемент производится в термоустойчивом керамическом корпусе, а его себестоимость низка настолько, что его можно уже сейчас запускать в серийное производство и устанавливать на автомобили — сообщает dailytech.com.
Лазерный элемент зажигания автоматически перестраивает двигатель в максимально экономичный режим работы, что и позволяет снизить уровень потребления топлива, а также объем выброса вредных веществ. Такунори Таира (Takunori Taira) из Японского национального института естественных наук подчеркивает, что лазерный луч можно настроить таким образом, чтобы его фокус приходился непосредственно в центр цилиндра, в котором находится бензовоздушная смесь. В этом случае воспламенение смеси становится более эффективным, а нагрузка равномерно распределяется по металлической конструкции, что, в свою очередь, обеспечивает меньший износ двигателя и наиболее эффективный ход поршня. Кроме того, поведение лазера более предсказуемо, чем поведение свечи, поскольку электроды последней постепенно покрываются нагаром, что может вызывать различные негативные эффекты. А момент включения лазерного луча можно легко контролировать и корректировать, в том числе и в автоматическом режиме.
Для воспламенения смеси необходим лазер с фокусом в 100 гигаватт на квадратный сантиметр, а энергия каждого импульса составляет всего 10 миллиджоулей. Для работы среднего коммерческого двигателя необходимы импульсы с частотой в 60 Гц, а в настоящий момент команда разработчиков тестирует его на отметке в 100 Гц.
