Laser candele per motori a combustione interna si concentrano un raggio laser all'interno della parete del cilindro per creare una mini esplosione per spingere il pistone verso il basso per far girare il motore. Il raggio laser crea una espansione più simmetrica rispetto alla candela convenzionale per innescare l'esplosione. Accensione del tappo laser è tre volte più veloce rispetto alla candela standard. La versione laser potrebbe aumentare l'efficienza del carburante e ridurre significativamente le emissioni a effetto serra. Sfondo Foto
tecnologia di accensione laser risale al 1978, quando lo scienziato JD Dale ha dimostrato le sue capacità prestazionali. La tecnologia è stata ampiamente mantenuto in un ambiente di laboratorio per più di 20 anni da quando i sistemi di erogazione laser erano complicati e troppo grande per l'uso pratico su motori a combustione interna. Negli ultimi anni, le case automobilistiche Toyota e Mitsubishi, così come il National Institutes of Natural Sciences e General Electric, ha sviluppato candele laser più piccoli. Ingegneri montate la nuova spina laser direttamente sopra i cilindri del motore per dirigere un fascio laser nella camera. Negli ultimi dieci anni, la candela di accensione laser è cresciuta progressivamente più piccola, al punto che è diventato commercialmente valido. In definitiva, le spine del laser potrebbero sostituire le candele.
La scienza
La spina laser funziona essenzialmente allo stesso modo come la candela da accendere una esplosione all'interno del cilindro. La candela di serie crea una scintilla elettrica per accendere la miscela aria-combustibile compressa all'interno del cilindro. Tuttavia, la spina di scintilla accende solo la miscela aria-combustibile nella parte superiore del cilindro vicino al spinterometro della spina. Questo spreca energia consentendo alle pareti del cilindro di assorbire molto del calore del esplosione prima che raggiunga la parte superiore del pistone al fondo del cilindro. La spina laser emette un fascio focalizzato a circa 100 gigawatt per centimetro quadrato in brevi impulsi direttamente alla parte superiore del pistone per accendere la miscela. Spine impulsi laser il fascio nel cilindro in nanosecondi anziché i millisecondi prende la candela standard. Questo migliora la distribuzione del motore per una migliore efficienza del carburante.
Environmentally Friendly
I limiti della candela standard includono lo sviluppo di ossidi di azoto tossici che creano inquinamento atmosferico, perché il spina brucia più carburante rispetto all'aria. Superiori candele energia potrebbero ridurre le emissioni, ma gli elettrodi bruciare più velocemente e richiedere la sostituzione costante. Spine laser non hanno elettrodi e incendiare la miscela aria-carburante con più aria del combustibile per una miscela più povera. Gli ingegneri stanno cercando di esigere che le spine laser svolgono in un ampio intervallo di temperatura e di gestire lo shock e le vibrazioni dell'automobile. L'obiettivo è di avere spine laser producono un minimo di 100 milioni di colpi di laser nel suo ciclo di vita, con l'obiettivo finale di produrre 500 milioni di scatti. La tecnologia attuale permette laser spine di circa 315 milioni colpi. Efficienza complessiva del motore potrebbe aumentare del 45 per cento con le spine laser.
Futuro
Nel 2011, laser, candele non erano sul mercato, anche se la Conferenza sul Laser e Electro Ottica organizzato una squadra di negoziare con un produttore di candela per produrre il primo plug laser per applicazioni commerciali. Un sostituto per il driver di oggi è spine impulsi che immagazzinano energia di accensione e scarichi l'energia con le palle di plasma focalizzato per aumentare l'efficienza del motore.