Zapłon jutra, czyli laser zamiast świecy

liv.ac.ukstanowisko testowe

Badania prowadzone przez Anglików nie są pierwszymi tego typu w historii motoryzacji. Do tej pory jednak wszystkich śmiałków zniechęcały trudności, jakie napotykali próbując zastosować teoretycznie dobre rozwiązanie w praktyce. Inżynierowie z uczelni w mieście, które dało światu The Beatles (i nic więcej już tak naprawdę nie musi, jeśli nie chce), połączyli siły z Fordem i producentem laserów, firmą GSI Lasers, i podobno osiągnęli obiecujące rezultaty. Czy to oznacza rewolucję na miarę wtrysku bezpośredniego?

Świeca zapłonowa, będąca rozwinięciem idei sprzed 90 lat, stanowi największą barierę dla wykorzystania wszystkich możliwości, jakie daje dozowanie paliwa wprost do komory spalania zamiast do kolektora. Jej statyczne umiejscowienie utrudnia płynny zapłon mieszanki podawanej do cylindra stopniowo, w następujących po sobie „porcjach”. Właśnie tutaj pomocny okazuje się laser, pozbawiony ograniczeń tradycyjnej świecy, a dzięki rozwojowi technologii na przestrzeni ostatnich lat nareszcie na tyle mały i tani, by mógł zostać zainstalowany w silniku.

Pierwszy eksperymentalny motor miał laser tylko w jednym cylindrze, do którego wiązka wpadała z zewnątrz, przez otwór w korpusie konwencjonalnego iskrownika. Elektrodę zastąpiono soczewką o odpowiednio obliczonej ogniskowej, skupiającą promień w taki sposób, że powstawał ładunek zdolny do zapalenia mieszanki benzyny i powietrza. Próby okazały się udane, dlatego w następnej kolejności rozpoczęły się testy z promieniem rozdzielonym na parę cylindrów, a w końcu także na cztery. Nowa technologia pokonała system znany obecnie, ponieważ pozwala silnikowi na pracę na uboższych mieszankach bez utraty osiągów czy pogorszenia żywotności.

liv.ac.uklaser a świeca tradycyjn

Zapłon laserowy pomaga osiągnąć wyższą sprawność, co oznacza, że więcej energii zawartej w paliwie zostaje wykorzystanej na faktyczne napędzanie silnika i pojazdu, a straty spowodowane mało wydajnym spalaniem są zredukowane. Co za tym idzie, jednostka napędowa potrzebuje mniej benzyny i nie „wydycha” takich ilości szkodliwych substancji jak odpowiedniki o zapłonie iskrowym. Dokładnych danych na razie nie podano, ale zespół naukowców jest na tyle zadowolony z dotychczasowych wyników, że zamierza kontynuować badania.

Czy to oznacza, że za kilka lat będziemy jeździć samochodami wyposażonymi w laserowy układ zapłonowy? Być może, ale przyszłość tego rozwiązania zależy dziś od zbyt wielu czynników, by dało się już teraz udzielić ostatecznej odpowiedzi. Przede wszystkim, należy dopracować trwałość i niezawodność nowych elementów (głównie soczewki). Po drugie, nowa technologia musi być opłacalna w produkcji, co zależy nie tylko od niej samej, ale również od tempa, w jakim rozwijają się hybrydy, napędy elektryczne, wodorowe itp. Jeżeli upowszechnią się one, nim „laserowe świece” wejdą na rynek, świetny skądinąd pomysł spali na panewce. Ale jeśli się uda, będziemy mogli dłużej cieszyć się rasowym warkotem silnika bez wyrzutów sumienia, że każde głębsze wciśnięcie gazu to jeden dziko żyjący gatunek mniej. Zobaczymy, kto wygra ten wyścig.