Manjše, a bolj učinkovite
Transcription
Manjše, a bolj učinkovite
vžigalne svečke Manjše, a bolj učinkovite Sodobne vžigalne svečke morajo v bencinskih motorjih na notranje zgorevanje prenesti čedalje večje temperaturne in elektro-mehanske obremenitve, zaradi pomanjkanja prostora med motornimi ventili pa morajo biti tudi vse manjše Vžigalna svečka sistema Advanced Corona Ignition System (ACIS) nima klasične negativne elektrode, ampak namesto nje izkorišča pretok ionov med pozitivno elektrodo in stenami zgorevalne komore Proizvajalci avtomobilov se morajo hitro odzivati na okoljske zahteve zakonodajalcev, ki bi radi izpuste ogljikovega dioksida do leta 2020 spustili pod 95 gramov na kilometer. Določene rezultate so dosegli z zmanjševanjem teže motorjev in zmanjšanjem trenja med gibljivimi deli ter zmanjševanjem števila motornih vrtljajev. K večji učinkovitosti so pripomogli prisilno polnjenje motorjev in neposreden vbrizg goriva v valje, povečana kompresijska razmerja in prilagodljivi časi odpiranja ventilov ter izboljšano delovanje drugih komponent, kar pa s seboj prinaša nove zahteve. MATIJA JANEŽIČ Foto Federal Mogul cije, hkrati pa zmanjšuje premer njihovega navoja. Zaradi manjšega navoja so predvsem hladilni kanali v motorni glavi lahko večji, večji so lahko tudi premeri sesalnih in izpušnih ventilov. Ker bi inženirji hkrati radi precej povečali tudi električno napetost vžigalnega sistema, morajo poskrbeti, da imajo svečke boljše elektroizolacijske lastnosti, zaradi zmanjšanih dimenzij pa bodo obrabi veliko bolj izpostavljene tudi same elektrode. Pri koncernu Federal Mogul oziroma njegovemu specialistu za vžigne sisteme Championu, so na povečane zahteve odgovorili z novimi zmogljivimi svečkami, ki imajo trgovsko ime SureFire Plus. nega zgorevanja v zgorevalnih komorah se je povečala tudi tlačna, Sposobne so prevajati višje elektemperaturna in korozijska obreme- trične napetosti in so bolj trpežne, nitev komponent. Pomembno vlogo hkrati pa zavzamejo tudi manj pri tem igra tudi vžig gorivne zmesi, prostora na vse bolj prenatrpanih motornih glavah, na katerih je več ki ga opravijo vžigalne svečke. ventilov, vse pogosteje pa se jim pridružijo tudi injektorji goriva. Višje napetosti in obremenitve Razvoj vžigalnih svečk gre v več smeri. Predvsem se povečuje trdnost njihove keramične izola- trične napetosti iskre z dosedanjih 36 kilovoltov na 42 kilovoltov. Zato lahko v motorjih uporabijo siromašnejše gorivne zmesi, ki se slabše vžigajo, in hkrati povečajo zmogljivost motorjev in njihovo gospodarnost. To seveda pripomore tudi k zmanjšanju izpustov ogljikovega dioksida. Izboljšane lastnosti keramike hkrati omogočajo prilagajanje premerov svečk posameznemu motorju in premeri bi se lahko s sedanjih standardnih 14 zmanjšali na 12 ali celo 10 milimetrov. Večja vsebnost aluminijevega oksida Izolacijsko keramiko vžigalnih sveč navadno sestavlja 95 odstotkov aluminijevega oksida. Preostali del tvori steklo, ki olajša proizvodnjo takšne keramike, hkrati pa žal oslabi tudi njene električne in mehanske lastnosti. Pri Federal Mogulu so v zmesi keramične izolacije na svečkah SureFire Plus Izboljšane izolacijske sposobno- nekoliko povečali vsebnost alumisti keramičnih materialov, ki so edina nijevega oksida, hkrati pa tudi steizolacija med pozitivno in negativno klo nadomestili z zmesjo različnih oksidov, ki povečujejo elektroizoelektrodo, omogočajo porast elek- Motorji namreč postajajo manjši, njihovih komponent pa je več. Zaradi večjih tlakov in temperatur ter upočasnje- Keramika za svečke »SureFire Plus« zdrži večje obremenitve kot konvencionalna. 4 Mehanik in voznik • oktober 2013 Sistem ACIS omogoča enakomerno zgorevanje gorivne zmesi po celotni zgorevalni komori. Vžigalne svečke s sistemom ACIS nimajo tradicionalnih elektrod.Tvorba ionskih tokov s svečkami sistema ACIS. lacijske lastnosti in odpornost na visoke temperature. To je še toliko bolj pomembno, ker elektrode skupaj z izolacijo v sodobnih motorjih v prid učinkovitejšemu vžigu prodirajo vse bolj globoko v zgorevalne komore in so seveda izpostavljene večjim mehanskim obremenitvam. Razvoj teče v smer, da bo v keramiki več kot 99-odstotna vsebnost aluminijevega oksida. nost takšne zasnove. Za uspešno odvajanje toplote je sicer poskrbljeno tudi z bakrenimi jedri elektrod. Razlika med tvorbo plamena v zgorevalni komori s konvencionalno vžigalno svečko in v zgorevalni komori s sistemom ACIS. Nova smer v razvoju Razvoj vžigalnih svečk gre sicer tudi v popolnoma novo smer, ki jo pri Federal Mogulu imenujejo »Advanced Corona Ingnition System« oziroma ACIS. Gre za novo tehnologijo, ki ima menda Tvorba plamena okoli različnih tipov elektrod. Visokim temperaturam in občutno boljše lastnosti od konmehanskim obremenitvam so vencionalnih vžigalnih svečk. konvencionalnem vžigu mešanice Federal Mogulu, sistem obeta še izpostavljene tudi same elektrode, v bencinskem motorju razširi po nadaljnje izboljšave gospodarnosti predvsem negativne. Te segajo V nasprotju s klasičnimi vžiizgorevalni komori. Ker je takšno motorjev. Med drugim pa je z njim bolj globoko v zgorevalne komore galnimi svečkami sistem ACIS, ki zgorevanje veliko bolj izčrpno, mogoče brez posebnih prilagoditev zato, da bi se izognili vplivu sten deluje pri napetostih do 72 kiloomogoča tudi napredne strategije nadgraditi že obstoječe motorje. na zgorevalni proces in omogočili voltov, izkorišča visokoenergetsko zgorevanja, kakršne so počasno bolj homogeno širjenje plamena. visokofrekvenčno električno polje, zgorevanje močno osiromašene Pri Championu so širjenje plames pomočjo katerega ustvari pona- gorivne zmesi in uporabo visoke na sicer izboljšali tudi tako, da so vljajočo se nadzorovano ionizacijo, stopnje povratnega toka izpušnih negativno elektrodo namesto pod kar se v praksi kaže kot curek plinov, ki seveda še dodatno prinamestili ob pozitivno elektrodo, z ionov oziroma isker, ki se širijo v pomorejo k zmanjšanju porabe razvojem pa se bo tudi spremenila vse strani in na svoji poti po vsej goriva. Ker ni klasičnih elektrod, sama oblika elektrod, da bo imela izgorevalni komori sočasno vžiga- je manjša tudi stopnja korozije. širše stične ploskve. Ker je s tem jo gorivno zmes. Vžig tako ni ome- Materiali, ki so potrebni za izdelanekoliko odmaknjena od središča jen le na oblok v ozki vrzeli med vo takšnega sistema, so menda razvoja plamena, negativna elekelektrodama svečke, ampak deluje tudi že dodobra preizkušeni. troda ni izpostavljena tako visokim na veliko večjem območju. Plamen temperaturam, kar je dodatna pred- se ob vžigu bolj kot ob kateremkoli Inženirji so sistem v laboratorijskih razmerah preskusili na 1,6-litrmanjši premer odprtine za svečko skem turbobencinskem motorju z neposrednim vbrizgavanjem goriva v valje in dognali, da omogoča do Konstruktorji vžigalnih svečk 10-odstotno zmanjšanje porabe težijo tudi k zmanjšanju izpostagoriva in izpustov ogljikovega vljenih kovinskih površin. dioksida v ozračje. Kot pravijo pri večji premer ventila Svečke, ki imajo manjše premere, omogočajo vgradnjo večjih hladilnih kanalov in uporabo večjih ventilov. Z drugačnimi zasnovami se lahko občutno zmanjša temperaturna obremenitev elektrod. Mehanik in voznik 5