Είναι από τα πλέον…. ‘κλασικά’ στοιχεία μιας μηχανής εσωτερικής καύσης. Κι όμως, ένα από τα πιο iconic τμήματα της μηχανής, το μπουζί, ίσως καταλήξει στο χρονοντούλαπο της ιστορίας!
Ερευνητές από το ιαπωνικό Ινστιτούτο Φυσικών Επιστημών – Νational Institutes of Natural Sciences (NINS), δημιουργούν τον διάδοχο του μπουζί με χρήση ακτίνων laser igniters. Αυτά τα συστήματα με laser, όπως αναφέρει το gizmag, θα επιτρέπουν καλύτερες επιδόσεις και οικονομία στην κατανάλωση καυσίμων αλλά και θα μειώνουν τους ρύπους.
Τοποθετημένα στο πάνω μέρος κάθε κυλίνδρου, τα μπουζί στέλνουν έναν υψηλού voltage ηλεκτρικό σπινθήρα σε ένα κενό ανάμεσα σε δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια. Το μπουζί ύστερα οδηγεί στην ανάφλεξη ενός μείγματος αέρα και καυσίμου μέσα στον κύλινδρο και με μια μίνι-έκρηξη το πιστόνι οδηγείται προς τα κάτω. Και έτσι κινείται το όχημα μας…
Ένα παραπροϊόν της διαδικασίας είναι οξείδιο του Αζώτου – nitrogen oxides (NOx), που μολύνουν τον αέρα με την πρόκληση ρύπων και όξινης βροχής. Ο λόγος που δεν μπορούν να μειωθούν επιπλέον οι ρύποι, είναι πως τα σημερινά μπουζί δεν μπορούν να παράγουν μεγαλύτερο voltage: θα καταστρέφονταν τα ηλεκτρόδια. Από την άλλη με τη χρήση Laser για την ανάφλεξη, τα μείγματα που θα χρησιμοποιούσε ο κινητήρας θα ήταν καλύτερα και οι ρύπου λιγότεροι αφού δεν θα υπήρχαν ηλεκτρόδια…
Οι επιστήμονες του NINS λύνουν και ένα ακόμη πρόβλημα: στα σημερινά μπουζί ή ανάφλεξη γίνεται μόνο στο τμήμα του μείγματος που είναι κοντά τους μέσα στον κύλινδρο. Με τη χρήση laser, από την άλλη, εστιάζεται η δέσμη στο μέσο του κυλίνδρου και η ανάφλεξη γίνεται πιο συμμετρικά – αλλά και 3 φορές ταχύτερα…
Μέσα σε νανοδευτερόλεπτα, έχει πάρει μπροστά ο κινητήρας…
Το ‘μπουζί-λείζερ’ έχει μόνο 9 χιλιοστά πλάτος και 11 χιλιοστά μήκος. Έχει δύο ακτίνες που παράγουν μια ταχύτερη και πιο ομοιόμορφη έκρηξη αφού η έκρηξη του μείγματος γίνεται σε δύο στήλες ταυτόχρονα μέσα στον κύλινδρο. Πολλαπλοί παλμοί των 800-picosecond, εξασφαλίζουν την σωστή λειτουργία…
Μια κανονική εμπορική μηχανή απαιτεί παλμούς των 60Hz για να γίνει η ανάφλεξη του καυσίμου και η ομάδα δοκιμάζει laser στα 100Hz.
Μέχρι στιγμής το σύστημα δεν έχει τοποθετηθεί σε αυτοκίνητο αλλά οι επιστήμονες είναι σε διαπραγματεύσεις για να προχωρήσουν σε κατασκευή με την εταιρία ανταλλακτικών ENSO Corporation.
Η έρευνα της NINS θα δημοσιευτεί στο Συνέδριο Conference on Lasers and Electro Optics, στη Βαλτιμόρη…