Lasere, în locul bujiilor maşinilor, pentru motoare mai eficiente

Într-un motor convenţional pe combustie internă, amestecul combustibil-aer este comprimat de un piston şi aprins de scânteia unei bujii poziţionată în vârful cilindrului aferent. Această scânteie este generată de arcul electric creat între doi electrozi, o metodă suficient de bună pentru a aprinde combustibilul, dar care și limitează totodată gama tipurilor de combustibili ce pot fi arşi.

În cazul bujiilor, amestecul combustibil-aer trebuie sa conţină o anumită cantitate de combustibil, altfel scânteia nu îl va aprinde. O scânteie de o mai mare intensitate va putea aprinde amestecuri combustibil-aer mai sărace (mai mult aer și mai puțin combustibil), dar totodată va degrada electrozii. Un motor (aproape) ideal ar funcţiona cu o cantitate redusă de combustibil și ar furniza o scânteie mai puternică. Este fix ceea ce pot oferi sistemele de combustie laser, create de o echipă mixtă formată din români și japonezi, potrivit stiintasitehnica.com.

Aprinderea laser poate fi reglată astfel încât să aibă o mai mare precizie decât bujiile, sporind eficienţa combustiei şi înbunătăţind economia motorului. Mai mult, laserele pot fi canalizate astfel încât să asigure aprindere oriunde în cilindru (bujiile generează scânteia în vârful acestuia, adică în capătul opus al pistonului). Aprinderea laser poate concentra aprinderea în miezul amestecului comprimat de combustibil-aer, făcând posibilă răspândirea uniformă a exploziei controlate de-a lungul fiecărui cilindru, de unde o putere crescută pentru fiecare dintre timpii motorului. Ba laserul chiar poate aprinde combustibilul în două locuri simultan, creând o explozie mai eficientă, adică o ardere (mai) completă a lichidului din rezervor.

Și în trecut lasere având puterea necesară tuturor acestor procese existau, dar implementarea lor în motoarele auto era nefezabilă; erau voluminoase, greoaie și instabile. Acum, însă, noile lasere de mare putere, construite din pulberi ceramice, au diametre de câte numai 9 milimetri. Aceste dispozitive ceramice acumulează energia unor lasere compacte, de mai mică putere, ale căror raze sunt transmise prin fibră optică și eliberate în impulsuri cu durate de numai 800 trilionimi de secundă.

Spre deosebire de delicatele cristale în mod normale utilizate pentru laserele de mare putere, ceramica este mai robustă și poate gestiona mai bine căldura generată în motoarele pe combustie internă. Echipa de inventatori este deja în discuții cu Denso, un important producător de componente automobilistice, pentru comercializarea noii tehnologii.

Până când motoarele pe hidrogen vor deveni un loc comun în autovehicule, aprinderea laser ar putea avea înaintea sa o carieră longevivă pentru reducerea consumului de combustibil și a emisiilor de carbon în cazul mașinilor.