Лазеры для увеличения эффективности работы двигателей

20 February 2015 by Hal Hodson
Источник ^[1]

Фу, фу, фу. Все неделю прошедшего Ноября лаборатория возле Чикаго прованивалась двигателем внутреннего сгорания. Что за эксперимент? Зажигание в этом конкретном двигателе производилось не свечой зажигания, а лазером, что приводилось к более эффективному сгоранию топлива, чем обычно. Двигатели с лазерами зажигания могут привести к более чистым, «зеленым» машинам.

В обычном двигателе внутреннего сгорания, смесь топлива и воздуха подается в камеру сгорания, где поджигается с помочью искры от свечи зажигания. Горячие, расширяющееся газы от сгораемого топлива затем передают усилие на движущиеся части, такие как поршень – производя механическую энергию, которая затем, например, может быть использована для поворота колес. Но из-за того, что цикл сгорания происходит очень быстро, сложно сжечь всю топливную смесь. Проблема в том, что свеча зажигания может поджечь топливо только в одном конце камеры сгорания, говорит Чани Гош (Chuni Ghosh), CEO Принсетон Оптроникс (Princeton Optronics) расположенного в Нью Джерси, фирма разрабатывающая новую систему зажигания.

В двигателе Гоша, лазер поджигает топливо в середине камеры сгорания, сжигая таким образом больше топлива и улучшая эффективность сгорания на 27 процентов. К примеру, поджигание лазером может улучшить топливную эффективность машины с 40 километров на одном литре до примерно 50 километров. Более полное сгорание также уменьшает загрязнение сопутствующими веществами, такими как двуокись азота.

Лазеры к тому же лучше при режимах работы двигателя в тысячи циклов в минуту. Их можно настроить более точно, чем свечи зажигания, так чтобы поджигание происходило в лучший момент времени. Можно испускать множественные лазерные лучи в течение одного и того же цикла в разных частях цилиндра для увеличения сжигания топлива.

Данный двигатель был представлен впервые на встречи Управления перспективного планирования научно-исследовательских работ – Энергия (ARPA-e energy innovation summit) на прошлой неделе в Вашингтоне округ Колумбия. Сама по себе идея не новая, но Принсетон Оптроникс впервые показали, что это работает на реальном двигателе, с жаром и экстремальными усилиями, производящими тысячи вращений в минуту. Тойота забавлялась с такими системами в 2011, но никогда не тестировала в таких условиях.

Автомобили не единственные устройства, которые можно улучшить. Из резервных генераторов и корабельных двигателей тоже можно извлечь пользу. «На судоходные компании оказывается большое давление по уменьшению загрязнения от кораблей» — говорит Гош. «Одна судоходная компания, с которой мы обсуждаем данный вопрос, заинтересована в настройке существующих двигателей к лазерному зажиганию».

Автор: teifo

Источник ^[2]