Článek
Zážehový spalovací motor se jmenuje „zážehový” proto, že směs vzduchu a benzínu ve spalovací komoře zažehává zapalovací svíčka pomocí jiskry. Tak tomu je už více než 100 let od vynálezu tohoto stroje.
Kalifornský startup Transient Plasma Systems však navrhuje změnu - zapalování pomocí plazmy o nízké teplotě.
Tradiční zapalovací svíčky fungují tak, že energie generovaná cívkou mezi elektrodami na konci svíčky ionizuje plyny a vytvoří jiskru - horkou plazmu. Malá část její energie zažehne plamen, který se šíří spalovací komorou a musí ji obsáhnout celou, aby bylo spalování efektivní.
Low energy transient plasma is 💪 than a high-energy spark.
— Transient Plasma Systems (@transientplasma) May 6, 2020
Understand how our technology boosts the efficiencies of internal combustion engines. pic.twitter.com/7veZL8UF3b
Nápad startupu tkví v tom, že by plamen zažehla odlišná plazma - chladná dost na to, abyste do ní mohli strčit sirku a ona nevzplála, ukazuje video, sdílené firmou na Twitteru. Tato plazma se navíc má šířit mezi elektrodami od sebe více vzdálenými než u klasické svíčky.
Výhody mají být v zažehnutí celého obsahu spalovací komory mnohem rychleji a při mnohem nižších teplotách. Testování ukázalo, že řetězová reakce radikálů, vygenerovaná plazmou, zkrátila čas zapálení o dva řády a snížila teplotu až o 540 stupňů.
Jinými slovy, celý obsah spalovací komory shoří rychleji, takže je menší šance, že nějaké nespálené palivo unikne výfukem. Nižší teplota spalování zase znamená menší produkci oxidů dusíku a méně energie z benzínu „vyplýtvané” na tvorbu tepla, takže jí víc zbyde na stlačení pístu dolů - a tedy pohon vozidla.
Zapalovací cívky inovativního plazmového zapalování by byly přímo u svíček, jako tomu je u většiny současných benzínových motorů (na snímku).
Novinku testovaly i laboratoře Argonne National Labs na řadovém šestiválci Cummins spalujícím zemní plyn. Zjistily lepší tepelnou efektivitu, snížení emisí oxidu uhelnatého a oxidů dusíku, a také možnost do spalování přimíchávat více výfukových plynů skrz systém recirkulace známý jako EGR.
Inovativní zapalování je schopné zažehnout velmi chudou směs vzduchu s palivem, a to až v poměru 25:1. Běžný, tzv. stechiometrický poměr, používaný v benzínových motorech, je 14,7:1. Protože při velmi chudé směsi je problém řídit další emise, je cílem, aby byla spalována směs ve stechiometrickém poměru, ovšem zředěná velkým množstvím inertních plynů ze systému EGR.
Podle Dana Singletona, spoluzakladatele startupu, má jejich novinka potenciál snížit spotřebu paliva o 10-15 % v kombinovaném jízdním režimu. Firma dle Singletona spolupracuje s několika výrobci automobilů v Evropě, Asii i USA.
Samozřejmě je tu ještě otázka ceny a spolehlivosti a ani na jednu zatím není jasná odpověď. A také se musíme ptát, jakým způsobem, a zda vůbec se změní katalyzátor, který pro svou správnou funkci potřebuje určitou teplotu výfukových plynů z motoru.
